Implement TARGET_IRA_CHANGE_PSEUDO_ALLOCNO_CLASS hook.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob1ab2b1c0056829a33bf7a7b8279e8efde8354fb3
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2015 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    CONSTANT_CLASS_P
32    tree_expr_nonnegative_p)
34 /* Operator lists.  */
35 (define_operator_list tcc_comparison
36   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
37 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
38   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
39 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
40   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
41 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
42   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
45 /* Simplifications of operations with one constant operand and
46    simplifications to constants or single values.  */
48 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
49   (simplify
50     (op @0 integer_zerop)
51     (non_lvalue @0)))
53 /* 0 +p index -> (type)index */
54 (simplify
55  (pointer_plus integer_zerop @1)
56  (non_lvalue (convert @1)))
58 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
59    Likewise if the operands are reversed.  */
60 (simplify
61  (plus:c @0 real_zerop@1)
62  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
63   (non_lvalue @0)))
65 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
66 (simplify
67  (minus @0 real_zerop@1)
68  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
69   (non_lvalue @0)))
71 /* Simplify x - x.
72    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
73    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
74    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
75    is volatile.  */
76 (simplify
77  (minus @0 @0)
78  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
79   { build_zero_cst (type); }))
81 (simplify
82  (mult @0 integer_zerop@1)
83  @1)
85 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
86    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
87    same in modes with signed zeros, since multiplying a
88    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
89 (simplify
90  (mult @0 real_zerop@1)
91  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
92   @1))
94 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
95    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
96 (simplify
97  (mult @0 real_onep)
98  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
99       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
100           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
104 (simplify
105  (mult @0 real_minus_onep)
106   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
107        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
108            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
109    (negate @0)))
111 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
112    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
113 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
114   (simplify
115     (op @0 integer_onep)
116     (non_lvalue @0)))
118 /* X / -1 is -X.  */
119 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
120  (simplify
121    (div @0 integer_minus_onep@1)
122    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
123     (negate @0))))
125 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
126    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
127 (simplify
128  (floor_div @0 @1)
129  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
130       && TYPE_UNSIGNED (type))
131   (trunc_div @0 @1)))
133 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
134    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
135 (for div (trunc_div exact_div)
136  (simplify
137   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
138   (with {
139     bool overflow_p;
140     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
141    }
142    (if (!overflow_p)
143     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
144    (if (overflow_p
145         && (TYPE_UNSIGNED (type)
146             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
147     { build_zero_cst (type); }))))
149 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
150    NaNs or Infinities.  */
151 (simplify
152  (rdiv @0 @0)
153  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
154       && ! HONOR_NANS (type)
155       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
156   { build_one_cst (type); }))
158 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
159    NaNs or Infinities.  */
160 (simplify
161  (rdiv:c @0 (negate @0))
162  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
163       && ! HONOR_NANS (type)
164       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
165   { build_minus_one_cst (type); }))
167 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
168 (simplify
169  (rdiv @0 real_onep)
170  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
171   (non_lvalue @0)))
173 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
174 (simplify
175  (rdiv @0 real_minus_onep)
176  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
177   (negate @0)))
179 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
180    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
181    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
182    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
183    tell if it is or not in a portable manner.  */
184 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
185  (simplify
186   (rdiv @0 cst@1)
187   (if (optimize)
188    (if (flag_reciprocal_math
189         && !real_zerop (@1))
190     (with
191      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
192      (if (tem)
193       (mult @0 { tem; } ))))
194    (if (cst != COMPLEX_CST)
195     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
196      (if (inverse)
197       (mult @0 { inverse; } )))))))
199 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
200    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
201 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
202  /* 0 % X is always zero.  */
203  (simplify
204   (mod integer_zerop@0 @1)
205   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
206   (if (!integer_zerop (@1))
207    @0))
208  /* X % 1 is always zero.  */
209  (simplify
210   (mod @0 integer_onep)
211   { build_zero_cst (type); })
212  /* X % -1 is zero.  */
213  (simplify
214   (mod @0 integer_minus_onep@1)
215   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
216    { build_zero_cst (type); }))
217  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
218  (simplify
219   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
220   @2))
222 /* X % -C is the same as X % C.  */
223 (simplify
224  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
225   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
226        && !TREE_OVERFLOW (@1)
227        && wi::neg_p (@1)
228        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
229        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
230        && !sign_bit_p (@1, @1))
231    (trunc_mod @0 (negate @1))))
233 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
234 (simplify
235  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
236  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
237       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
238       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
239   (trunc_mod @0 (convert @1))))
241 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
242    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
243    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
244    to A & ((C << N) - 1).  */
245 (match (power_of_two_cand @1)
246  INTEGER_CST@1)
247 (match (power_of_two_cand @1)
248  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
249 (for mod (trunc_mod floor_mod)
250  (simplify
251   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
252   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
253         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
254         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
255         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
256    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
258 /* X % Y is smaller than Y.  */
259 (for cmp (lt ge)
260  (simplify
261   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
262   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
263    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
264 (for cmp (gt le)
265  (simplify
266   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
267   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
268    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
270 /* x | ~0 -> ~0  */
271 (simplify
272   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
273   @1)
275 /* x & 0 -> 0  */
276 (simplify
277   (bit_and @0 integer_zerop@1)
278   @1)
280 /* x ^ x -> 0 */
281 (simplify
282   (bit_xor @0 @0)
283   { build_zero_cst (type); })
285 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
286 (simplify
287   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
288   (bit_not @0))
290 /* x & ~0 -> x  */
291 (simplify
292  (bit_and @0 integer_all_onesp)
293   (non_lvalue @0))
295 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
296 (for bitop (bit_and bit_ior)
297  (simplify
298   (bitop @0 @0)
299   (non_lvalue @0)))
301 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
302 (simplify
303  (plus:c @0 (bit_and@2 @0 integer_onep@1))
304  (if (single_use (@2))
305   (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1))))
307 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
308 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
309 (for bitop (bit_and bit_ior)
310  (simplify
311   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:c@2 @0 @1)))
312    (if (single_use (@2))
313     (bitop @0 (bit_not @1)))))
315 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
316 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
317 (for bitop (bit_and bit_ior)
318      rbitop (bit_ior bit_and)
319  (simplify
320   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
321   (bitop @1 @2)))
323 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
324 (simplify
325  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
326  (bit_xor @0 @1))
328 (simplify
329  (abs (negate @0))
330  (abs @0))
331 (simplify
332  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
333  @0)
336 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
337    when profitable.
338    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
339    binary operation result instead of to the operands.  This allows
340    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
341    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
342 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
343  (simplify
344   (bitop (convert @0) (convert? @1))
345   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
346          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
347          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
348         || types_match (@0, @1))
349        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
350           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
351           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
352           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
353           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
354        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
355        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
356               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
357            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
358            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
359               mode.  */
360            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
361            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
362               of its mode.  */
363            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
364    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
366 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
367 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
368  (simplify
369   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
370   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
372 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
373 (simplify
374   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
375   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
377 /* Combine successive equal operations with constants.  */
378 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
379  (simplify
380   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
381   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
383 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
384    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
385 (match truth_valued_p
386  @0
387  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
388 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
389  (match truth_valued_p
390   (op @0 @1)))
391 (match truth_valued_p
392   (truth_not @0))
394 (match (logical_inverted_value @0)
395  (bit_not truth_valued_p@0))
396 (match (logical_inverted_value @0)
397  (eq @0 integer_zerop))
398 (match (logical_inverted_value @0)
399  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
400 (match (logical_inverted_value @0)
401  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
403 /* X & !X -> 0.  */
404 (simplify
405  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
406  { build_zero_cst (type); })
407 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
408 (for op (bit_ior bit_xor)
409  (simplify
410   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
411   { constant_boolean_node (true, type); }))
413 (for bitop (bit_and bit_ior)
414      rbitop (bit_ior bit_and)
415   /* (x | y) & x -> x */
416   /* (x & y) | x -> x */
417  (simplify
418   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
419   @0)
420  /* (~x | y) & x -> x & y */
421  /* (~x & y) | x -> x | y */
422  (simplify
423   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
424   (bitop @0 @1)))
426 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
427    then try to simplify:
429    (~X & Y) -> X < Y
430    (X & ~Y) -> Y < X
431    (~X | Y) -> X <= Y
432    (X | ~Y) -> Y <= X
434    But only do this if our result feeds into a comparison as
435    this transformation is not always a win, particularly on
436    targets with and-not instructions.
437    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
438 (simplify
439   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
440   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
441        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
442    (lt @0 @1)))
443 (simplify
444   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
445   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
446        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
447    (le @0 @1)))
449 /* ~~x -> x */
450 (simplify
451   (bit_not (bit_not @0))
452   @0)
454 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
455 (simplify
456   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
457   (if (single_use (@3) && single_use (@4))
458    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
461 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
462 (simplify
463   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
464   (if (single_use (@2))
465    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
467 /* Pattern match
468      tem1 = (long) ptr1;
469      tem2 = (long) ptr2;
470      tem3 = tem2 - tem1;
471      tem4 = (unsigned long) tem3;
472      tem5 = ptr1 + tem4;
473    and produce
474      tem5 = ptr2;  */
475 (simplify
476   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
477   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
478   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
479        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
480             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
481    @1))
483 /* Pattern match
484      tem = (sizetype) ptr;
485      tem = tem & algn;
486      tem = -tem;
487      ... = ptr p+ tem;
488    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
489      ... = ptr & ~algn;  */
490 (simplify
491   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
492   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
493    (bit_and @0 { algn; })))
496 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
497 (if (!TYPE_SATURATING (type))
499  /* Contract negates.  */
500  /* A + (-B) -> A - B */
501  (simplify
502   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
503   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
504   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
505        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
506        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
507    (minus (convert @0) (convert @1))))
508  /* A - (-B) -> A + B */
509  (simplify
510   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
511   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
512        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
513        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
514    (plus (convert @0) (convert @1))))
515  /* -(-A) -> A */
516  (simplify
517   (negate (convert? (negate @1)))
518   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
519        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
520    (convert @1)))
522  /* We can't reassociate floating-point or fixed-point plus or minus
523     because of saturation to +-Inf.  */
524  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
526   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
527      irrespective of overflow issues.  */
528   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
529   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
530   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
531   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
532   (simplify
533     (minus (plus:c @0 @1) @0)
534     @1)
535   (simplify
536     (minus (minus @0 @1) @0)
537     (negate @1))
538   (simplify
539     (plus:c (minus @0 @1) @1)
540     @0)
541   (simplify
542    (minus @0 (plus:c @0 @1))
543    (negate @1))
544   (simplify
545    (minus @0 (minus @0 @1))
546    @1)
548   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
549   (for outer_op (plus minus)
550    (for inner_op (plus minus)
551     (simplify
552      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
553      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
554         as we would introduce undefined overflow, for example
555         with (a - 1) + INT_MIN.  */
556      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
557                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
558       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
559        (inner_op @0 { cst; } ))))))
561   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
562   (for outer_op (plus minus)
563    (simplify
564     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
565     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
566      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
567       (minus { cst; } @0)))))
569   /* ~A + A -> -1 */
570   (simplify
571    (plus:c (bit_not @0) @0)
572    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
573     { build_all_ones_cst (type); }))
575   /* ~A + 1 -> -A */
576   (simplify
577    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
578    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
579     (negate (convert @0))))
581   /* -A - 1 -> ~A */
582   (simplify
583    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
584    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
585         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
586     (bit_not (convert @0))))
588   /* -1 - A -> ~A */
589   (simplify
590    (minus integer_all_onesp @0)
591    (bit_not @0))
593   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
594   (for add (plus pointer_plus)
595    (simplify
596     (minus (convert (add @0 @1))
597      (convert @0))
598     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
599          /* For integer types, if A has a smaller type
600             than T the result depends on the possible
601             overflow in P + A.
602             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
603             However, if an overflow in P + A would cause
604             undefined behavior, we can assume that there
605             is no overflow.  */
606          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
607              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
608          /* For pointer types, if the conversion of A to the
609             final type requires a sign- or zero-extension,
610             then we have to punt - it is not defined which
611             one is correct.  */
612          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
613              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
614              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
615      (convert @1))))))
618 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
620 (for minmax (min max)
621  (simplify
622   (minmax @0 @0)
623   @0))
624 (simplify
625  (min @0 @1)
626  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
627       && TYPE_MIN_VALUE (type)
628       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
629   @1))
630 (simplify
631  (max @0 @1)
632  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
633       && TYPE_MAX_VALUE (type)
634       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
635   @1))
638 /* Simplifications of shift and rotates.  */
640 (for rotate (lrotate rrotate)
641  (simplify
642   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
643   @0))
645 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
646 (simplify
647  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
648  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
649       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
650   @0))
652 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
653  (simplify
654   (shiftrotate @0 integer_zerop)
655   (non_lvalue @0))
656  (simplify
657   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
658   @0)
659  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
660     if vector2 is uniform.  */
661  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
662   (simplify
663    (shiftrotate @0 vec@1)
664    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
665     (if (tem)
666      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
668 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
669    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
670 (simplify
671  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
672  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
673                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
674                                            element_precision (type)), @1); }))
676 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
677    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
678 (for cmp (ne eq)
679      icmp (eq ne)
680  (simplify
681   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
682   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
684 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
685    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
686    if CST2 != 0.  */
687 (for cmp (ne eq)
688  (simplify
689   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
690   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
691    (if (cand < 0
692         || (!integer_zerop (@2)
693             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
694     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
695    (if (!integer_zerop (@2)
696         && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
697     (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); })))))
699 /* Simplifications of conversions.  */
701 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
702 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
703  (simplify
704   (cvt @0)
705   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
706        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
707    @0)))
709 /* Contract view-conversions.  */
710 (simplify
711   (view_convert (view_convert @0))
712   (view_convert @0))
714 /* For integral conversions with the same precision or pointer
715    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
716 (simplify
717   (view_convert @0)
718   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
719        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
720        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
721    (convert @0)))
723 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
724 (simplify
725   (view_convert (convert@0 @1))
726   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
727        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
728        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
729        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
730    (view_convert @1)))
732 /* Re-association barriers around constants and other re-association
733    barriers can be removed.  */
734 (simplify
735  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
736  @0)
737 (simplify
738  (paren (paren@1 @0))
739  @1)
741 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
742 (for ocvt (convert float fix_trunc)
743  (for icvt (convert float)
744   (simplify
745    (ocvt (icvt@1 @0))
746    (with
747     {
748       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
749       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
750       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
751       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
752       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
753       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
754       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
755       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
756       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
757       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
758       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
759       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
760       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
761       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
762       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
763       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
764       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
765       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
766       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
767       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
768     }
769    /* In addition to the cases of two conversions in a row
770       handled below, if we are converting something to its own
771       type via an object of identical or wider precision, neither
772       conversion is needed.  */
773    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
774          || (GENERIC
775              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
776         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
777             || (inter_float && final_float))
778         && inter_prec >= final_prec)
779     (ocvt @0))
781    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
782       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
783       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
784       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
785       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
786       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
787    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
788         && (final_int || final_float)
789         && inter_prec >= inside_prec
790         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
791         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
792               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
793     (ocvt @0))
795    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
796       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
797       final conversion does not change precision we can drop the
798       intermediate conversion.  */
799    (if (inside_int && inter_int && final_int
800         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
801              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
802             || final_prec == inter_prec))
803     (ocvt @0))
805    /* Two conversions in a row are not needed unless:
806         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
807         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
808         - the intermediate type is narrower than both initial and
809           final, or
810         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
811           and the outermost type is wider than the intermediate, or
812         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
813           intermediate and final types differ, or
814         - the final type is a pointer type and the precisions of the
815           initial and intermediate types differ.  */
816    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
817         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
818         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
819         && ! (inside_int && inter_int
820               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
821               && inter_prec < final_prec)
822         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
823             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
824         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
825         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
826         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
827               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
828     (ocvt @0))
830    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
831       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
832    (if (final_int && inter_int && inside_int
833         && final_prec == inside_prec
834         && final_prec > inter_prec
835         && inter_unsignedp)
836     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
837                              (inside_type,
838                               wi::mask (inter_prec, false,
839                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
841    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
842       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
843       floating-point conversion.  */
844    (if (GIMPLE /* PR66211 */
845         && inside_int && inter_float && final_int &&
846         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
847         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
848     (convert @0))))))
850 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
851    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
852    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
853 (simplify
854   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
855   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
856        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
857        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
858        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
859                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
860    (convert @0)))
863 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
864 (simplify
865   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
866   /* Look through a sign-changing conversion.  */
867   (convert @0))
869 /* Canonicalization of binary operations.  */
871 /* Convert X + -C into X - C.  */
872 (simplify
873  (plus @0 REAL_CST@1)
874  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
875   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
876    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
877     (minus @0 { tem; })))))
879 /* Convert x+x into x*2.0.  */
880 (simplify
881  (plus @0 @0)
882  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
883   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
885 (simplify
886  (minus integer_zerop @1)
887  (negate @1))
889 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
890    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
891    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
892 (simplify
893  (minus real_zerop@0 @1)
894  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
895   (negate @1)))
897 /* Transform x * -1 into -x.  */
898 (simplify
899  (mult @0 integer_minus_onep)
900  (negate @0))
902 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
903 (simplify
904  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
905  @0)
906 (simplify
907  (realpart (complex @0 @1))
908  @0)
909 (simplify
910  (imagpart (complex @0 @1))
911  @1)
914 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
915 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
916  (simplify
917   (bswap (bswap @0))
918   @0)
919  (simplify
920   (bswap (bit_not (bswap @0)))
921   (bit_not @0))
922  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
923   (simplify
924    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
925    (bitop @0 (bswap @1)))))
928 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
930 /* Simplify constant conditions.
931    Only optimize constant conditions when the selected branch
932    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
933    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
934    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
935    this one as we depend on doing this transform before possibly
936    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
937    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
938    genmatch cannot handle.  */
939 (simplify
940  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
941  (if (integer_zerop (@0)
942       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
943           || VOID_TYPE_P (type)))
944   @2)
945  (if (!integer_zerop (@0)
946       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
947           || VOID_TYPE_P (type)))
948   @1))
949 (simplify
950  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
951  (if (integer_all_onesp (@0))
952   @1)
953  (if (integer_zerop (@0))
954   @2))
956 (for cnd (cond vec_cond)
957  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
958  (simplify
959   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
960   (cnd @0 @1 @3))
961  (simplify
962   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
963   (cnd @0 @1 @3))
965  /* A ? B : B -> B.  */
966  (simplify
967   (cnd @0 @1 @1)
968   @1)
970  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
971  (simplify
972   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
973   (cnd @0 @2 @1)))
976 /* Simplifications of comparisons.  */
978 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
979    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
980    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
981    that with expression code iteration.  */
982 (for cmp (tcc_comparison)
983      icmp (inverted_tcc_comparison)
984      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
985  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
986     and handle some more cases by using
987       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
988     here but for that genmatch would need to "inline" that.
989     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
990  (simplify
991   (bit_not (cmp @0 @1))
992   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
993        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
994    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
995       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
996       a computed operator in the replacement tree thus we have
997       to play the trick below.  */
998    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
999              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1000     (if (ic == icmp)
1001      (icmp @0 @1))
1002     (if (ic == ncmp)
1003      (ncmp @0 @1)))))
1004  (simplify
1005   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1006   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1007             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1008    (if (ic == icmp)
1009     (icmp @0 @1))
1010    (if (ic == ncmp)
1011     (ncmp @0 @1)))))
1013 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1014 (simplify
1015  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1016  (if (types_match (@0, @1))
1017   (unordered @0 @1)))
1018 (simplify
1019  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1020  (if (types_match (@0, @1))
1021   (ordered @0 @1)))
1022 (simplify
1023  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1024  @2)
1025 (simplify
1026  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1027  @2)
1029 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1030 (for cmp (tcc_comparison)
1031      scmp (swapped_tcc_comparison)
1032  (simplify
1033   (cmp (negate @0) (negate @1))
1034   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1035        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1036            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1037    (scmp @0 @1)))
1038  (simplify
1039   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1040   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1041        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1042            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1043    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1044     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1045      (scmp @0 { tem; }))))))
1047 /* Simplification of math builtins.  */
1049 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
1050 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
1051 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
1052 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
1053 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
1054 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
1055 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
1056 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
1057 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
1058 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
1061 /* fold_builtin_logarithm */
1062 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1063  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
1064  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1065       exps (EXP EXP2 EXP10)
1066   (simplify
1067    (logs (exps @0))
1068     @0))
1069  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
1070     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
1071     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
1072  (for logs (LOG LOG LOG LOG
1073             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
1074             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
1075       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
1076   (simplify
1077    (logs (exps @0))
1078    (with {
1079      tree x;
1080      switch (exps)
1081        {
1082        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
1083          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
1084          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1085                                                     dconst_e ()));
1086          break;
1087        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1088          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1089          x = build_real (type, dconst2);
1090          break;
1091        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1092        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1093          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1094          {
1095            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1096            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1097            x = build_real (type, dconst10);
1098          }
1099          break;
1100        }
1101      }
1102     (mult (logs { x; }) @0))))
1103  (for logs (LOG LOG
1104             LOG2 LOG2
1105             LOG10 LOG10)
1106       exps (SQRT CBRT)
1107   (simplify
1108    (logs (exps @0))
1109    (with {
1110      tree x;
1111      switch (exps)
1112        {
1113        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1114          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1115          x = build_real (type, dconsthalf);
1116          break;
1117        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1118          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1119          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1120                                                     dconst_third ()));
1121          break;
1122        }
1123      }
1124     (mult { x; } (logs @0)))))
1125  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1126  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1127       pows (POW)
1128   (simplify
1129    (logs (pows @0 @1))
1130    (mult @1 (logs @0)))))
1132 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1134    These are conceptually similar to the transformations performed for
1135    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1136    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1138 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1139    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1140    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1141    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1142    operation and convert the result to the desired type.  */
1143 (for op (plus minus)
1144   (simplify
1145     (convert (op@4 (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1146     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1147          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1148             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1149          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1150          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1151          /* The precision of the type of each operand must match the
1152             precision of the mode of each operand, similarly for the
1153             result.  */
1154          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1155              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1156          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1157              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1158          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1159          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1160          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1161          && types_match (@0, @1)
1162          && types_match (@0, type)
1163          && single_use (@4))
1164       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1165         (convert (op @0 @1)))
1166       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1167         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1169 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1170    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1171    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1172    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1173    arithmetic operation.  */
1174 (for op (minus plus)
1175   (simplify
1176     (bit_and (op@5 (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1177     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1178          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1179             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1180          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1181          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1182          /* The precision of the type of each operand must match the
1183             precision of the mode of each operand, similarly for the
1184             result.  */
1185          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1186              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1187          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1188              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1189          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1190          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1191          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1192          && types_match (@0, @1)
1193          && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
1194              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1195          && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1196              || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0)
1197          && single_use (@5))
1198       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1199         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1200           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1201       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1202         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1203                           (convert:utype @4)))))))