testsuite: remove SPE tests.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob43f3d7ab0fa5838c543c795ca283d90d8cecd62a
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) 2014-2020 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 integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p)
42 /* Operator lists.  */
43 (define_operator_list tcc_comparison
44   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
45 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
46   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
48   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
50   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
51 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
52 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
54 #include "cfn-operators.pd"
56 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
57    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
58    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
60    Also define operand lists:
62      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
63      X<FN> for all double functions, in the same order
64      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
65 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
66   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
67                                  BUILT_IN_L##FN##F \
68                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
69   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
70                               BUILT_IN_L##FN \
71                               BUILT_IN_LL##FN) \
72   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
73                                  BUILT_IN_L##FN##L \
74                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
77 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
81 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
82 (define_operator_list UNCOND_BINARY
83   plus minus
84   mult trunc_div trunc_mod rdiv
85   min max
86   bit_and bit_ior bit_xor
87   lshift rshift)
88 (define_operator_list COND_BINARY
89   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
90   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
91   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
92   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
93   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
95 /* Same for ternary operations.  */
96 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
97   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
98 (define_operator_list COND_TERNARY
99   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
101 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
102    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
103 (match (nop_convert @0)
104  (convert @0)
105  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
106 (match (nop_convert @0)
107  (view_convert @0)
108  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
109       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
110                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
111       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
113 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
114    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
115    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
116 (simplify (abs (convert @0))
117  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
118       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
119       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
120   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
121    (convert (absu:utype @0)))))
123 #if GIMPLE
124 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
125 (simplify
126  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
127  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
128       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
129       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
130   (abs @0)))
131 #endif
133 /* Simplifications of operations with one constant operand and
134    simplifications to constants or single values.  */
136 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
137   (simplify
138     (op @0 integer_zerop)
139     (non_lvalue @0)))
141 /* 0 +p index -> (type)index */
142 (simplify
143  (pointer_plus integer_zerop @1)
144  (non_lvalue (convert @1)))
146 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
147 (simplify
148  (pointer_diff @0 integer_zerop)
149  (convert @0))
151 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
152    Likewise if the operands are reversed.  */
153 (simplify
154  (plus:c @0 real_zerop@1)
155  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
156   (non_lvalue @0)))
158 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
159 (simplify
160  (minus @0 real_zerop@1)
161  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
162   (non_lvalue @0)))
164 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
165    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
166    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
167    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
168    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
169    would not raise it.   */
170 (for inner_op (plus minus)
171  (for outer_op (plus minus)
172   (simplify
173    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
174     (if (real_zerop (@1)
175          && real_zerop (@2)
176          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
177      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
178                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
179              bool outer_plus
180                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
181                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
182       (if (outer_plus && !inner_plus)
183        (outer_op @0 @2)
184        @3))))))
186 /* Simplify x - x.
187    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
188    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
189    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
190    is volatile.  */
191 (simplify
192  (minus @0 @0)
193  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
194   { build_zero_cst (type); }))
195 (simplify
196  (pointer_diff @@0 @0)
197  { build_zero_cst (type); })
199 (simplify
200  (mult @0 integer_zerop@1)
201  @1)
203 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
204    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
205    same in modes with signed zeros, since multiplying a
206    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
207 (simplify
208  (mult @0 real_zerop@1)
209  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
210   @1))
212 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
213    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
214 (simplify
215  (mult @0 real_onep)
216  (if (!HONOR_SNANS (type)
217       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
218           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
219   (non_lvalue @0)))
221 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
222 (simplify
223  (mult @0 real_minus_onep)
224   (if (!HONOR_SNANS (type)
225        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
226            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
227    (negate @0)))
229 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
230 (simplify
231  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
232   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
233        && get_nonzero_bits (@1) == 1
234        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
235    (bit_and @1 @2)))
237 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
238    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
239 (simplify
240  (mult @0 VECTOR_CST@1)
241  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
242       && !HONOR_SNANS (type)
243       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
244   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
245    (if (itype
246         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
247             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
248                 && optab_handler (and_optab,
249                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
250     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
251                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
253 (for cmp (gt ge lt le)
254      outp (convert convert negate negate)
255      outn (negate negate convert convert)
256  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
257  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
258  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
259  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
260  (simplify
261   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
262   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
263        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
264    (switch
265     (if (types_match (type, float_type_node))
266      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
267     (if (types_match (type, double_type_node))
268      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
269     (if (types_match (type, long_double_type_node))
270      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
271  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
272  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
273  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
274  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
275  (simplify
276   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
277   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
278        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
279    (switch
280     (if (types_match (type, float_type_node))
281      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
282     (if (types_match (type, double_type_node))
283      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
284     (if (types_match (type, long_double_type_node))
285      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
287 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
288 (simplify
289  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
290  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
291   (abs @0)))
293 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
294 (simplify
295  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
296  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
297   (negate (abs @0))))
299 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
300 (simplify
301  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
302  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
303   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
305 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
306 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
307   (simplify
308     (op @0 integer_onep)
309     (non_lvalue @0)))
311 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
312    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
313    toward zero.
314    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
315    Also also widening conversions, like:
316    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
317    or
318    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
319    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
320    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
321    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
322    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
323 (simplify
324  (trunc_div @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
325  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
326       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
327           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
328           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
329       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
330           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
331               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
332                   || (element_precision (type)
333                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
334                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
335                       && (tree_nonzero_bits (@0)
336                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
337                                       true,
338                                       element_precision (type))) == 0)))))
339   (rshift @0 @2)))
341 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
342    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
343    traps enables better optimizations than these anyway.  */
344 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
345  /* 0 / X is always zero.  */
346  (simplify
347   (div integer_zerop@0 @1)
348   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
349   (if (!integer_zerop (@1))
350    @0))
351   /* X / -1 is -X.  */
352  (simplify
353    (div @0 integer_minus_onep@1)
354    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
355     (negate @0)))
356  /* X / X is one.  */
357  (simplify
358   (div @0 @0)
359   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
360      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
361   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
362    { build_one_cst (type); }))
363  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
364  (simplify
365    (div:C @0 (abs @0))
366    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
367         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
368     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
369           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
370  /* X / -X is -1.  */
371  (simplify
372    (div:C @0 (negate @0))
373    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
374         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
375     { build_minus_one_cst (type); })))
377 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
378    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
379 (simplify
380  (floor_div @0 @1)
381  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
382       && TYPE_UNSIGNED (type))
383   (trunc_div @0 @1)))
385 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
386    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
387 (for div (trunc_div exact_div)
388  (simplify
389   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
390   (with {
391     wi::overflow_type overflow;
392     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
393                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
394    }
395    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
396         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
397     (if (!overflow)
398      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
399      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
400           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
401       { build_zero_cst (type); }))))))
403 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
404    overflow is different.  */
405 (simplify
406  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
407  (with {
408    wi::overflow_type overflow;
409    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
410                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
411   }
412   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
413      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
414   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
415    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
417 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
418    NaNs or Infinities.  */
419 (simplify
420  (rdiv @0 @0)
421  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
422       && ! HONOR_NANS (type)
423       && ! HONOR_INFINITIES (type))
424   { build_one_cst (type); }))
426 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
427    NaNs or Infinities.  */
428 (simplify
429  (rdiv:C @0 (negate @0))
430  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
431       && ! HONOR_NANS (type)
432       && ! HONOR_INFINITIES (type))
433   { build_minus_one_cst (type); }))
435 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
436 (simplify
437  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
438   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
439        && ! HONOR_NANS (type)
440        && ! HONOR_INFINITIES (type))
441    (switch
442     (if (types_match (type, float_type_node))
443      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
444     (if (types_match (type, double_type_node))
445      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
446     (if (types_match (type, long_double_type_node))
447      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
449 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
450 (simplify
451  (rdiv @0 real_onep)
452  (if (!HONOR_SNANS (type))
453   (non_lvalue @0)))
455 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
456 (simplify
457  (rdiv @0 real_minus_onep)
458  (if (!HONOR_SNANS (type))
459   (negate @0)))
461 (if (flag_reciprocal_math)
462  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
463  (simplify
464   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
465   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
467  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
468  (simplify
469   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
470   (with
471    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
472    (if (tem)
473     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
475  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
476  (simplify
477   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
478    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
480 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
481 (simplify
482  (rdiv @0 (negate @1))
483  (rdiv (negate @0) @1))
485 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
486  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
487     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
488  (for op (lt le gt ge)
489       neg_op (gt ge lt le)
490   (simplify
491    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
492    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
493     (switch
494      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
495       (op @1 @2))
496      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
497      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
498       (neg_op @1 @2)))))))
500 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
501 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
502  (simplify
503   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
504   (if (integer_pow2p (@2)
505        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
506        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
507        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
508    (rshift (convert @0)
509            { build_int_cst (integer_type_node,
510                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
512 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
513    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
514    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
515    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
516    tell if it is or not in a portable manner.  */
517 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
518  (simplify
519   (rdiv @0 cst@1)
520   (if (optimize)
521    (if (flag_reciprocal_math
522         && !real_zerop (@1))
523     (with
524      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
525      (if (tem)
526       (mult @0 { tem; } )))
527     (if (cst != COMPLEX_CST)
528      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
529       (if (inverse)
530        (mult @0 { inverse; } ))))))))
532 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
533  /* 0 % X is always zero.  */
534  (simplify
535   (mod integer_zerop@0 @1)
536   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
537   (if (!integer_zerop (@1))
538    @0))
539  /* X % 1 is always zero.  */
540  (simplify
541   (mod @0 integer_onep)
542   { build_zero_cst (type); })
543  /* X % -1 is zero.  */
544  (simplify
545   (mod @0 integer_minus_onep@1)
546   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
547    { build_zero_cst (type); }))
548  /* X % X is zero.  */
549  (simplify
550   (mod @0 @0)
551   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
552   (if (!integer_zerop (@0))
553    { build_zero_cst (type); }))
554  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
555  (simplify
556   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
557   @2)
558  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
559  (simplify
560   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
561   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
562        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
563        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
564                              TYPE_SIGN (type)))
565    { build_zero_cst (type); }))
566  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
567     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
568  (for cmp (eq ne)
569   (simplify
570    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
571    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
572     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
573      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
575 /* X % -C is the same as X % C.  */
576 (simplify
577  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
578   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
579        && !TREE_OVERFLOW (@1)
580        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
581        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
582        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
583        && !sign_bit_p (@1, @1))
584    (trunc_mod @0 (negate @1))))
586 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
587 (simplify
588  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
589  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
590       && !TYPE_UNSIGNED (type)
591       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
592       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
593       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
594          Y might be -1, because we would then change valid
595          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
596       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
597           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
598                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
599   (trunc_mod @0 (convert @1))))
601 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
602 (simplify
603  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
604  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
605   (convert (trunc_mod @0 @1))))
607 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
608    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
609    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
610    to A & ((C << N) - 1).  */
611 (match (power_of_two_cand @1)
612  INTEGER_CST@1)
613 (match (power_of_two_cand @1)
614  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
615 (for mod (trunc_mod floor_mod)
616  (simplify
617   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
618   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
619         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
620         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
621         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
622    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
624 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
625 (simplify
626  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
627  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
628   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
629                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
630                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
631                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
633 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
634 (simplify
635  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
636  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
637   (bit_and @0 (negate @1))))
639 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
640 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
641  (simplify
642   (div (mult:c @0 @1) @1)
643   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
644        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
645    @0)))
647 (for op (negate abs)
648  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
649  (for coss (COS COSH)
650   (simplify
651    (coss (op @0))
652     (coss @0)))
653  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
654  (for pows (POW)
655   (simplify
656    (pows (op @0) REAL_CST@1)
657    (with { HOST_WIDE_INT n; }
658     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
659      (pows @0 @1)))))
660  /* Likewise for powi.  */
661  (for pows (POWI)
662   (simplify
663    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
664    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
665     (pows @0 @1))))
666  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
667  (for hypots (HYPOT)
668   (simplify
669    (hypots (op @0) @1)
670    (hypots @0 @1))
671   (simplify
672    (hypots @0 (op @1))
673    (hypots @0 @1)))
674  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
675  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
676   (simplify
677    (copysigns (op @0) @1)
678    (copysigns @0 @1))))
680 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
681 (simplify
682  (mult (abs@1 @0) @1)
683  (mult @0 @0))
685 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
686 (simplify
687  (mult (absu@1 @0) @1)
688  (mult (convert@2 @0) @2))
690 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
691 (for coss (COS COSH)
692      copysigns (COPYSIGN)
693  (simplify
694   (coss (copysigns @0 @1))
695    (coss @0)))
697 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
698 (for pows (POW)
699      copysigns (COPYSIGN)
700  (simplify
701   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
702   (with { HOST_WIDE_INT n; }
703    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
704     (pows @0 @1)))))
705 /* Likewise for powi.  */
706 (for pows (POWI)
707      copysigns (COPYSIGN)
708  (simplify
709   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
710   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
711    (pows @0 @1))))
713 (for hypots (HYPOT)
714      copysigns (COPYSIGN)
715  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
716  (simplify
717   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
718   (hypots @0 @2))
719  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
720  (simplify
721   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
722   (hypots @0 @1)))
724 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
725 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
726  (simplify
727   (copysigns @0 REAL_CST@1)
728   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
729    (negate (abs @0))
730    (abs @0))))
732 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
733 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
734  (simplify
735   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
736   (copysigns @0 @2)))
738 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
739 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
740  (simplify
741   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
742   (mult @0 @0)))
744 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
745 (for ccoss (CCOS CCOSH)
746  (simplify
747   (ccoss (negate @0))
748    (ccoss @0)))
750 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
751 (for ops (conj negate)
752  (for cabss (CABS)
753   (simplify
754    (cabss (ops @0))
755    (cabss @0))))
757 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
758 (simplify
759  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
760   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
761        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
762    (lshift @0 @2)))
764 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
765    into ((1 << C) >> x). */
766 (simplify
767  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
768   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
769        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
770        && single_use (@1))
771    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
772      (rshift (lshift @0 @2) @3)
773    (with
774     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
775     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
777 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
778 (simplify
779  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
780   (if (flag_associative_math
781        && single_use (@3))
782    (with
783     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
784     (if (tem)
785      (rdiv { tem; } @1)))))
787 /* Simplify ~X & X as zero.  */
788 (simplify
789  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
790   { build_zero_cst (type); })
792 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
793 (simplify
794   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
795   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
796     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
798 (for bitop (bit_and bit_ior)
799      cmp (eq ne)
800  /* PR35691: Transform
801     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
802     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
803  (simplify
804   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
805    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
806         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
807         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
808     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
809  /* Transform:
810     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
811     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
812  (simplify
813   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
814    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
815         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
816         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
817     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
819 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
820 (simplify
821  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
822   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
823 (simplify
824  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
825  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
826   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
828 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
829 (simplify
830  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
831   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
833 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
834 (for op (bit_ior bit_xor plus)
835  (simplify
836   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
837    (bit_xor @0 @1))
838  (simplify
839   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
840   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
841    (bit_xor @0 @1))))
843 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
844 (simplify
845   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
846   (bit_ior @0 @1))
848 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
849 (simplify
850  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
851  @2)
853 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
854 (simplify
855  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
856  (bit_not (bit_and @0 @1)))
858 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
859 (simplify
860  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
861  (bit_ior @0 @1))
863 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
864 (simplify
865  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
866  (bit_and @0 @1))
868 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
869 (simplify
870  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
871  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
873 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
874 (for op (bit_and bit_xor)
875  (simplify
876   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
877   @2))
879 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
880 (simplify
881  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
882  @2)
884 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
885 (simplify
886  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
887  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
889 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
890 (simplify
891  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
892  (bit_and @0 (bit_not @1)))
894 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
895 #if GIMPLE
896 (simplify
897  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
898  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
899       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
900   (bit_xor @0 @1)))
901 #endif
903 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
904    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
905    Similarly if (N & M) == 0,
906    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
907    and for - instead of + (or unary - instead of +)
908    and/or ^ instead of |.
909    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
910 (for op (plus minus)
911  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
912   (simplify
913    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
914     (with
915      { tree pmop[2];
916        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
917                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
918                                        NULL_TREE, pmop); }
919      (if (utype)
920       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
921                             (convert:utype { pmop[1]; }))
922                         (convert:utype @2))))))
923   (simplify
924    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
925     (with
926      { tree pmop[2];
927        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
928                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
929                                        @4, pmop); }
930      (if (utype)
931       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
932                             (convert:utype { pmop[1]; }))
933                         (convert:utype @2)))))))
934  (simplify
935   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
936    (with
937     { tree pmop[2];
938       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
939                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
940                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
941     (if (utype)
942      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
943                            (convert:utype { pmop[1]; }))
944                        (convert:utype @2)))))))
945 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
946  (simplify
947   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
948    (with
949     { tree pmop[2];
950       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
951                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
952                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
953     (if (utype)
954      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
955                        (convert:utype @1)))))))
957 /* X % Y is smaller than Y.  */
958 (for cmp (lt ge)
959  (simplify
960   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
961   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
962    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
963 (for cmp (gt le)
964  (simplify
965   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
966   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
967    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
969 /* x | ~0 -> ~0  */
970 (simplify
971  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
972  @1)
974 /* x | 0 -> x  */
975 (simplify
976  (bit_ior @0 integer_zerop)
977  @0)
979 /* x & 0 -> 0  */
980 (simplify
981  (bit_and @0 integer_zerop@1)
982  @1)
984 /* ~x | x -> -1 */
985 /* ~x ^ x -> -1 */
986 /* ~x + x -> -1 */
987 (for op (bit_ior bit_xor plus)
988  (simplify
989   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
990   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
992 /* x ^ x -> 0 */
993 (simplify
994   (bit_xor @0 @0)
995   { build_zero_cst (type); })
997 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
998 (simplify
999   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1000   (bit_not @0))
1002 /* x & ~0 -> x  */
1003 (simplify
1004  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1005   (non_lvalue @0))
1007 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1008 (for bitop (bit_and bit_ior)
1009  (simplify
1010   (bitop @0 @0)
1011   (non_lvalue @0)))
1013 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1014 #if GIMPLE
1015 (simplify
1016  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1017  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1018       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1019   @0))
1020 #endif
1022 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1023 (simplify
1024  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1025  (plus @0 @1))
1026 (simplify
1027  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1028  (minus @0 @1))
1030 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1031 (simplify
1032  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1033  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1035 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1036 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1037 (for bitop (bit_and bit_ior)
1038  (simplify
1039   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1040   (bitop @0 (bit_not @1))))
1042 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1043 (simplify
1044  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1045  @2)
1047 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1048 (simplify
1049  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1050  (bit_not @0))
1052 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1053 (simplify
1054  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1055  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1057 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1058 (simplify
1059  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1060  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1062 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1063 (simplify
1064  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1065  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1067 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1068 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1069 (for bitop (bit_and bit_ior)
1070      rbitop (bit_ior bit_and)
1071  (simplify
1072   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1073   (bitop @1 @2)))
1075 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1076 (simplify
1077  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1078  (bit_xor @0 @1))
1080 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1081 (simplify
1082  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1083  (bit_and @0 @1))
1085 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1086 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1087 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1088 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1089  (simplify
1090   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1091   (bit_ior @0 @1)))
1093 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1094 (simplify
1095  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1096  (plus @0 @1))
1098 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1099 (simplify
1100  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1101  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1102       && !TYPE_SATURATING (type))
1103   (bit_and @0 @1)))
1105 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1106 (simplify
1107  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1108  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1109       && !TYPE_SATURATING (type))
1110   (bit_ior @0 @1)))
1112 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1113 (simplify
1114  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1115  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1117 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1118 (simplify
1119  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1120  (bit_and @0 @1))
1122 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1123 (simplify
1124  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1125  (bit_xor @0 @1))
1127 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1128 (simplify
1129  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1130  (bit_xor @0 @1))
1132 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1133 (simplify
1134  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1135  (bit_and @0 @1))
1137 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1138 (simplify
1139  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1140  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1142 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1143 (simplify
1144  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1145  (bit_xor @0 @1))
1147 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1148    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1149 (for op (bit_and bit_ior)
1150      rop (bit_ior bit_and)
1151  (simplify
1152   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1153   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1154        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1155    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1157 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1158    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1159    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1160    simplifications.  */
1161 (for op (bit_xor plus)
1162  (simplify
1163   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1164       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1165   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1166        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1167        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1168    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1170 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1171 (simplify
1172  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1173  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1174   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1176 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1177 (simplify
1178  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1179  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1180       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1181   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1183 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1184 (simplify
1185  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1186  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1187   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1189 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1190 (for opo (bit_and bit_xor)
1191      opi (bit_xor bit_and)
1192  (simplify
1193   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1194   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1196 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1197    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1198    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1199    constants are involved.  For example, convert
1200      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1201    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1202 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1203      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1204  (simplify
1205   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1206   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1207        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1208    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1210 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1211 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1212    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1213 (for op (bit_and bit_ior)
1214  (simplify
1215   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1216   @2))
1217 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1218 (simplify
1219  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1220  (convert @0))
1221 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1222    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1223 (for op (bit_and bit_ior)
1224  (simplify
1225   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1226   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1227        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1228    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1229     (op @3 (convert @2))
1230     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1231      (op (convert @1) @5))))))
1232 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1233 (simplify
1234  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1235  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1236       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1237   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1239 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1240    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1241 (simplify
1242  (abs (abs@1 @0))
1243  @1)
1245 (simplify
1246  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1247  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1248   @1))
1250 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1251 (simplify
1252  (abs (negate @0))
1253  (abs @0))
1255 (simplify
1256  (absu (negate @0))
1257  (absu @0))
1259 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1260 (simplify
1261  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1262  @0)
1264 (simplify
1265  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1266  (convert @0))
1268 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1269 (match negate_expr_p
1270  INTEGER_CST
1271  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1272        && TYPE_UNSIGNED (type))
1273       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1274           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1275 (match negate_expr_p
1276  FIXED_CST)
1277 (match negate_expr_p
1278  (negate @0)
1279  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1280 (match negate_expr_p
1281  REAL_CST
1282  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1283 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1284    ways.  */
1285 (match negate_expr_p
1286  VECTOR_CST
1287  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1288 (match negate_expr_p
1289  (minus @0 @1)
1290  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1291       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1292           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1293           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1295 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1296 (simplify
1297  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1298   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1299        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1300    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1302 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1303 (simplify
1304  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1305  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1306       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1307   (minus (negate @1) @0)))
1309 /* -(A - B) -> B - A.  */
1310 (simplify
1311  (negate (minus @0 @1))
1312  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1313       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1314           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1315           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1316   (minus @1 @0)))
1317 (simplify
1318  (negate (pointer_diff @0 @1))
1319  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1320   (pointer_diff @1 @0)))
1322 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1323 (simplify
1324  (minus @0 negate_expr_p@1)
1325  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1326  (plus @0 (negate @1))))
1328 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1329    when profitable.
1330    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1331    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1332    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1333    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1334 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1335  (simplify
1336   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1337   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1338          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1339          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1340         || types_match (@0, @1))
1341        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1342           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1343           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1344           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1345           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1346        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1347        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1348               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1349            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1350            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1351               mode.  */
1352            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1353            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1354               of its mode.  */
1355            || !type_has_mode_precision_p (type)
1356            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1357               in smaller IL.  */
1358            || (GIMPLE
1359                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1360                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1361                && single_use (@2)
1362                && single_use (@3))))
1363    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1364  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1365     in smaller IL.  */
1366  (simplify
1367   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1368   (if (GIMPLE
1369        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1370        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1371        && types_match (type, @0))
1372    (bitop @0 (convert @1)))))
1374 (for bitop (bit_and bit_ior)
1375      rbitop (bit_ior bit_and)
1376   /* (x | y) & x -> x */
1377   /* (x & y) | x -> x */
1378  (simplify
1379   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1380   @0)
1381  /* (~x | y) & x -> x & y */
1382  /* (~x & y) | x -> x | y */
1383  (simplify
1384   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1385   (bitop @0 @1)))
1387 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1388 (simplify
1389   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1390   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1392 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1393 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1394  (simplify
1395   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1396   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1397    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1398       folded to a constant.  */
1399    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1400    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1401       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1402       the values involved are such that the operation can't be decided at
1403       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1404       that combination can be decided at compile time.
1406       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1407       oscillation.  */
1408    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1409     (if (cst1)
1410      (bitop @1 { cst1; })
1411      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1412       (if (cst2)
1413        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1415 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1416    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1417 (match truth_valued_p
1418  @0
1419  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1420 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1421  (match truth_valued_p
1422   (op @0 @1)))
1423 (match truth_valued_p
1424   (truth_not @0))
1426 (match (logical_inverted_value @0)
1427  (truth_not @0))
1428 (match (logical_inverted_value @0)
1429  (bit_not truth_valued_p@0))
1430 (match (logical_inverted_value @0)
1431  (eq @0 integer_zerop))
1432 (match (logical_inverted_value @0)
1433  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1434 (match (logical_inverted_value @0)
1435  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1437 /* X & !X -> 0.  */
1438 (simplify
1439  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1440  { build_zero_cst (type); })
1441 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1442 (for op (bit_ior bit_xor)
1443  (simplify
1444   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1445   { constant_boolean_node (true, type); }))
1446 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1447 (for op (eq ne)
1448  (simplify
1449   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1450   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1452 /* ~~x -> x */
1453 (simplify
1454   (bit_not (bit_not @0))
1455   @0)
1457 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1458 (simplify
1459  (bit_not (convert? (negate @0)))
1460  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1461       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1462   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1464 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1465 (simplify
1466  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1467  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1469 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1470 (simplify
1471  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1472  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1473       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1474   (convert (negate @0))))
1475 (simplify
1476  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1477  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1478       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1479   (convert (negate @0))))
1481 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1482 (simplify
1483  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1484  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1485   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1486 (simplify
1487  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1488  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1489   (convert (bit_xor @0 @1))))
1491 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1492 (simplify
1493  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1494  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1495   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1497 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1498 (simplify
1499  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1500  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1502 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1503 (simplify
1504  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1505  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1506       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1507   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1509 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1510 (for cmp (gt lt ge le)
1511 (simplify
1512  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1513   (if (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@2))
1514    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1516 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1517    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1518 (for cmp (eq ne)
1519  (simplify
1520   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1521   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1522        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1523        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1524    (cmp @0 @2))))
1526 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1527    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1528 (for cmp (eq ne)
1529  (simplify
1530   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1531   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1532        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1533        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1534    (cmp @0 @2))))
1536 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1537    x * C RELOP y * C into:
1539    x RELOP y for nonnegative C
1540    y RELOP x for negative C  */
1541 (for cmp (lt gt le ge)
1542  (simplify
1543   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1544   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1545        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1546    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1547     (cmp @0 @2)
1548    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1549         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1550     (cmp @2 @0))))))
1552 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1553 (for cmp (le gt)
1554      icmp (gt le)
1555  (simplify
1556   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1557    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1558         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1559         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1560         && (wi::to_wide (@2)
1561             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1562     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1563      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1565 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1566 (for cmp (simple_comparison)
1567  (simplify
1568   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1569   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1570        && types_match (@0, @1))
1571    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1572     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1573      (cmp @1 @0)
1574      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1575       (with
1576        {
1577         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1578        }
1579        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1580     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1581      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1582       (cmp @0 @1)
1583       (with
1584        {
1585         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1586        }
1587        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1589 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1590 (for cmp (simple_comparison)
1591  (simplify
1592   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1593   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1594        && integer_nonzerop (@1)
1595        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1596        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1597    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1598            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1599                                                    &neg_overflow); }
1600     (switch
1601      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1602        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1603         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1604         (if (code == LT_EXPR)
1605          (lt @0 { lo; })
1606          (ge @0 { lo; }))))
1607      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1608        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1609         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1610         (if (code == LE_EXPR)
1611          (le @0 { hi; })
1612          (gt @0 { hi; }))))
1613      (if (!lo && !hi)
1614       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1615      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1616       (ge @0 { lo; }))
1617      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1618       (le @0 { hi; }))
1619      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1620       (lt @0 { lo; }))
1621      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1622       (gt @0 { hi; }))
1623      (if (GENERIC)
1624       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1625                            lo, hi); })
1626      (with
1627       {
1628         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1629         if (etype)
1630           {
1631             hi = fold_convert (etype, hi);
1632             lo = fold_convert (etype, lo);
1633             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1634           }
1635       }
1636       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1637        (if (code == EQ_EXPR)
1638         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1639         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1641 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1642 (for op (lt le ge gt)
1643  (simplify
1644   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1645   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1646        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1647    (op @0 @1))))
1648 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1649 (for op (eq ne minus)
1650  (simplify
1651   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1652   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1653        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1654            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1655    (op @0 @1))))
1657 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1658 (for op (lt le ge gt)
1659  (simplify
1660   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1661   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1662        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1663    (op @0 @1))))
1664 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1665 (for op (eq ne minus)
1666  (simplify
1667   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1668   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1669        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1670            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1671    (op @0 @1))))
1672 /* And for pointers...  */
1673 (for op (simple_comparison)
1674  (simplify
1675   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1676   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1677    (op @0 @1))))
1678 (simplify
1679  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1680  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1681       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1682   (pointer_diff @0 @1)))
1684 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1685 (for op (lt le ge gt)
1686  (simplify
1687   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1688   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1689        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1690    (op @1 @0))))
1691 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1692 (for op (eq ne minus)
1693  (simplify
1694   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1695   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1696        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1697            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1698    (op @1 @0))))
1699 /* And for pointers...  */
1700 (for op (simple_comparison)
1701  (simplify
1702   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1703   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1704    (op @1 @0))))
1705 (simplify
1706  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1707  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1708       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1709   (pointer_diff @1 @0)))
1711 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1712 (for op (lt le gt ge)
1713  (simplify
1714   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1715   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1716        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1717        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1718        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1719    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1720 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1721 (for op (eq ne)
1722  (simplify
1723   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1724   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1725        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1726            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1727        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1728        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1729        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1730    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1731  (simplify
1732   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1733   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1734        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1735        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1736    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1738 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1739    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1740 (for op (simple_comparison)
1741  (simplify
1742   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1743   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1744        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1745            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1746                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1747        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1748    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1750 /* Transform:
1751    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1752    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1753 (for cmp (eq ne)
1754      ocmp (lt ge)
1755  (simplify
1756   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1757   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1758        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1759        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1760        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1761    (ocmp @0 @1))))
1763 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1764 (for cmp (eq ne)
1765  (simplify
1766   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1767   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1768    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1770 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1771    possibly set.  */
1772 (match with_possible_nonzero_bits
1773  INTEGER_CST@0)
1774 (match with_possible_nonzero_bits
1775  SSA_NAME@0
1776  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1777 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1778 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1779  with_possible_nonzero_bits@0)
1780 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1781  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1783 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1784    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1785 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1786  INTEGER_CST@0)
1787 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1788  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1790 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1791 (for cmp (eq ne)
1792  (simplify
1793   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1794   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1795    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1797 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1798    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1799    zero throughout its computed value range,
1800    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1801    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1802    and 0's otherwise.
1803    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1804    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1805    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1807 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1808      outer_op (bit_xor bit_ior)
1809 (simplify
1810  (outer_op
1811   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1812  (with
1813   {
1814     bool fail = false;
1815     wide_int zero_mask_not;
1816     wide_int C0;
1817     wide_int cst_emit;
1819     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1820       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1821     else
1822       fail = true;
1824     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1825       {
1826         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1827         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1828       }
1829     else
1830       {
1831         C0 = wi::to_wide (@0);
1832         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1833       }
1834   }
1835   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1836    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1837    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1838     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1840 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1841 (simplify
1842   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1843   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1845 /* Pattern match
1846      tem1 = (long) ptr1;
1847      tem2 = (long) ptr2;
1848      tem3 = tem2 - tem1;
1849      tem4 = (unsigned long) tem3;
1850      tem5 = ptr1 + tem4;
1851    and produce
1852      tem5 = ptr2;  */
1853 (simplify
1854   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1855   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1856   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1857        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1858             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1859    @1))
1860 (simplify
1861   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1862   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1863    (convert @1)))
1865 /* Pattern match
1866      tem = (sizetype) ptr;
1867      tem = tem & algn;
1868      tem = -tem;
1869      ... = ptr p+ tem;
1870    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1871      ... = ptr & ~algn;  */
1872 (simplify
1873   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1874   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1875    (bit_and @0 { algn; })))
1877 /* Try folding difference of addresses.  */
1878 (simplify
1879  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1880  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1881   (with { poly_int64 diff; }
1882    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1883     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1884 (simplify
1885  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1886  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1887   (with { poly_int64 diff; }
1888    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1889     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1890 (simplify
1891  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1892  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1893       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1894   (with { poly_int64 diff; }
1895    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1896     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1897 (simplify
1898  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1899  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1900       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1901   (with { poly_int64 diff; }
1902    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1903     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1905 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
1906 (simplify
1907  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
1908  (if (POINTER_TYPE_P (type))
1909   { build_fold_addr_expr_with_type
1910       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
1911                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
1912                type); }))
1914 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1915    be able to fold this expression using the object or function's
1916    alignment.  */
1917 (simplify
1918  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1919  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1920       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1921   (with
1922    {
1923      unsigned int align;
1924      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1925      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1926    }
1927    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1928     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1929                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1931 (match min_value
1932  INTEGER_CST
1933  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1934       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
1936 (match max_value
1937  INTEGER_CST
1938  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1939       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
1941 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
1942    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
1943 (for eqne (eq ne)
1944  (simplify
1945   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
1946    (switch
1947     (if (eqne == EQ_EXPR)
1948      { constant_boolean_node (false, type); })
1949     (if (eqne == NE_EXPR)
1950      @2)
1951     )))
1953 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
1954    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
1955 (for eqne (eq ne)
1956  (simplify
1957   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
1958    (switch
1959     (if (eqne == EQ_EXPR)
1960      { constant_boolean_node (false, type); })
1961     (if (eqne == NE_EXPR)
1962      @2)
1963     )))
1965 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
1966 (simplify
1967  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
1968   @2)
1970 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
1971 (simplify
1972  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
1973   @2)
1975 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
1976 (simplify
1977  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
1978   @2)
1980 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
1981 (simplify
1982  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
1983   { constant_boolean_node (true, type); })
1985 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
1986 (simplify
1987  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
1988   @2)
1990 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
1991 (simplify
1992  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
1993   @2)
1995 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
1996    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
1997 (for eqne (eq ne)
1998  (simplify
1999   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2000    (switch
2001     (if (eqne == EQ_EXPR)
2002      @2)
2003     (if (eqne == NE_EXPR)
2004      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2006 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2007    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2009 (for code1 (eq ne)
2010  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2011   (simplify
2012    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2013     (with
2014      {
2015       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2016       bool val;
2017       switch (code2)
2018          {
2019         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2020         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2021         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2022         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2023         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2024         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2025         default: gcc_unreachable ();
2026         }
2027      }
2028      (switch
2029       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2030       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2031       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2033 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2035 (for code1 (lt le gt ge)
2036  (for code2 (lt le gt ge)
2037   (simplify
2038   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2039    (with
2040     {
2041      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2042     }
2043     (switch
2044      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2045      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2046           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2047       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2048        @3
2049        @4))
2050      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2051      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2052           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2053       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2054        @3
2055        @4))
2056      /* Check for singleton ranges.  */
2057      (if (cmp == 0
2058           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2059             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2060       (eq @0 @1))
2061      /* Check for disjoint ranges.  */
2062      (if (cmp <= 0
2063           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2064           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2065       { constant_boolean_node (false, type); })
2066      (if (cmp >= 0
2067           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2068           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2069       { constant_boolean_node (false, type); })
2070      )))))
2072 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2073    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2075 (for code1 (eq ne)
2076  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2077   (simplify
2078    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2079     (with
2080      {
2081       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2082       bool val;
2083       switch (code2)
2084         {
2085         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2086         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2087         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2088         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2089         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2090         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2091         default: gcc_unreachable ();
2092         }
2093      }
2094      (switch
2095       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2096       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2097       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2099 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2101 (for code1 (lt le gt ge)
2102  (for code2 (lt le gt ge)
2103   (simplify
2104   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2105    (with
2106     {
2107      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2108     }
2109     (switch
2110      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2111      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2112           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2113       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2114        @4
2115        @3))
2116      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2117      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2118           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2119       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2120        @4
2121        @3))
2122      /* Check for singleton ranges.  */
2123      (if (cmp == 0
2124           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2125               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2126       (ne @0 @2))
2127      /* Check for disjoint ranges.  */
2128      (if (cmp >= 0
2129           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2130           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2131       { constant_boolean_node (true, type); })
2132      (if (cmp <= 0
2133           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2134           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2135       { constant_boolean_node (true, type); })
2136      )))))
2138 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2139 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2141  /* Contract negates.  */
2142  /* A + (-B) -> A - B */
2143  (simplify
2144   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2145   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2146   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2147        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2148    (with
2149     {
2150      tree t1 = type;
2151      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2152          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2153        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2154     }
2155     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2156  /* A - (-B) -> A + B */
2157  (simplify
2158   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2159   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2160        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2161    (with
2162     {
2163      tree t1 = type;
2164      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2165          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2166        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2167     }
2168     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2169  /* -(T)(-A) -> (T)A
2170     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2171     happen without overflow.  */
2172  (simplify
2173   (negate (convert (negate @1)))
2174   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2175        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2176            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2177                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2178        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2179        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2180    (convert @1)))
2181  (simplify
2182   (negate (convert negate_expr_p@1))
2183   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2184        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2185             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2186             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2187            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2188    (convert (negate @1))))
2189  (simplify
2190   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2191   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2192        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2193    (view_convert @1)))
2195  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2196     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2197  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2198       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2200   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2201      irrespective of overflow issues.  */
2202   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2203   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2204   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2205   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2206   (simplify
2207    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2208    (view_convert @1))
2209   (simplify
2210    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2211    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2212         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2213    (negate (view_convert @1))
2214    (view_convert (negate @1))))
2215   (simplify
2216    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2217    (view_convert @0))
2218   (simplify
2219    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2220     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2221          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2222      (negate (view_convert @1))
2223      (view_convert (negate @1))))
2224   (simplify
2225    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2226    (view_convert @1))
2227   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2228   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2229   /* More cases are handled with comparisons.  */
2230   (simplify
2231    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2232    (plus @2 @1))
2233   (simplify
2234    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2235    (minus @2 @1))
2236   (simplify
2237    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2238    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2239         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2240     (pointer_diff @2 @1)))
2241   (simplify
2242    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2243    (plus @1 @2))
2245   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2246      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2247      scalars.  */
2248   (for outer_op (plus minus)
2249    (for inner_op (plus minus)
2250         neg_inner_op (minus plus)
2251     (simplify
2252      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2253                CONSTANT_CLASS_P@2)
2254      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2255      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2256       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2257          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2258       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2259        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2260         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2261         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2262       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2263            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2264        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2265         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2266         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2267        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2268           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2269           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2270        (if (types_match (type, @0))
2271         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2272                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2273                                         type, @1, @2); }
2274          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2275           (inner_op @0 { cst; } )
2276           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2277           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2278                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2279            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2280            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2281            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2282             (if (utype)
2283              (view_convert (inner_op
2284                             (view_convert:utype @0)
2285                             (view_convert:utype
2286                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2288   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2289   (for outer_op (plus minus)
2290    (simplify
2291     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2292     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2293     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2294      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2295         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2296      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2297       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2298      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2299           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2300       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2301       (if (types_match (type, @0))
2302        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2303         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2304          (minus { cst; } @0))))))))
2306   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2307      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2308      scalars.  */
2309   (simplify
2310    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2311    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2312    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2313     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2314       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2315     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2316      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2317     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2318          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2319      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2320      (if (types_match (type, @0))
2321       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2322        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2323         (plus { cst; } @0)))))))
2325 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2326 #if GIMPLE
2327   (simplify
2328    (plus (convert SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2329     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2330          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2331          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2332          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2333      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2334         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2335      (with
2336       {
2337         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2338                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2339         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2341         wide_int w1
2342           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2343                             TYPE_SIGN (inner_type));
2345         wide_int wmin0, wmax0;
2346         if (get_range_info (@0, &wmin0, &wmax0) == VR_RANGE)
2347           {
2348             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2349             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2350           }
2351       }
2352      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2353       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2354      )))
2355 #endif
2357 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2358 #if GIMPLE
2359   (for op (plus minus)
2360    (simplify
2361     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2362      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2363           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2364           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2365           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2366           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2367           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2368        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2369 #endif
2371   /* ~A + A -> -1 */
2372   (simplify
2373    (plus:c (bit_not @0) @0)
2374    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2375     { build_all_ones_cst (type); }))
2377   /* ~A + 1 -> -A */
2378   (simplify
2379    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2380    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2381     (negate (convert @0))))
2383   /* -A - 1 -> ~A */
2384   (simplify
2385    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2386    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2387         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2388     (bit_not (convert @0))))
2390   /* -1 - A -> ~A */
2391   (simplify
2392    (minus integer_all_onesp @0)
2393    (bit_not @0))
2395   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2396   (simplify
2397    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2398     (convert? @0))
2399    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2400         /* For integer types, if A has a smaller type
2401            than T the result depends on the possible
2402            overflow in P + A.
2403            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2404            However, if an overflow in P + A would cause
2405            undefined behavior, we can assume that there
2406            is no overflow.  */
2407         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2408             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2409     (convert @1)))
2410   (simplify
2411    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2412     (convert @0))
2413    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2414         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2415            final type requires a sign- or zero-extension,
2416            then we have to punt - it is not defined which
2417            one is correct.  */
2418         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2419             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2420             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2421     (convert @1)))
2422    (simplify
2423     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2424     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2425        thus sign-extended if necessary.  */
2426     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2427      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2428         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2429         we don't want to diagnose overflow here.  */
2430      (convert (view_convert:stype @1))))
2432   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2433   (simplify
2434    (minus (convert? @0)
2435     (convert (plus:c @@0 @1)))
2436    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2437         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2438         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2439     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2440      (convert (negate (convert:utype @1))))
2441     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2442          /* For integer types, if A has a smaller type
2443             than T the result depends on the possible
2444             overflow in P + A.
2445             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2446             However, if an overflow in P + A would cause
2447             undefined behavior, we can assume that there
2448             is no overflow.  */
2449          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2450              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2451      (negate (convert @1)))))
2452   (simplify
2453    (minus (convert @0)
2454     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2455    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2456         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2457         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2458     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2459      (convert (negate (convert:utype @1))))
2460     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2461          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2462             final type requires a sign- or zero-extension,
2463             then we have to punt - it is not defined which
2464             one is correct.  */
2465          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2466              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2467              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2468      (negate (convert @1)))))
2469    (simplify
2470     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2471     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2472        thus sign-extended if necessary.  */
2473     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2474      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2475         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2476         we don't want to diagnose overflow here.  */
2477      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2479   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2480   (simplify
2481    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2482     (convert (plus:c @0 @2)))
2483    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2484         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2485         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2486         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2487     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2488      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2489     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2490           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2491          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2492              /* For integer types, if A has a smaller type
2493                 than T the result depends on the possible
2494                 overflow in P + A.
2495                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2496                 However, if an overflow in P + A would cause
2497                 undefined behavior, we can assume that there
2498                 is no overflow.  */
2499              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2500                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2501                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2502                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2503      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2504   (simplify
2505    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2506     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2507    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2508         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2509         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2510     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2511      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2512     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2513          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2514             final type requires a sign- or zero-extension,
2515             then we have to punt - it is not defined which
2516             one is correct.  */
2517          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2518              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2519              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2520              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2521              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2522      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2523    (simplify
2524     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2525     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2526        thus sign-extended if necessary.  */
2527     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2528      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2529         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2530         we don't want to diagnose overflow here.  */
2531      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2532             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2534 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2535     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2536 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2537      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2538  (for plusminus (plus minus)
2539   (simplify
2540    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2541    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2542          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2543          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2544              && tree_expr_nonzero_p (@0)
2545              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2546         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2547            original operand (but not on both).  */
2548         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
2549     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
2550   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2551   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2552    (simplify
2553     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2554     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2555           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2556           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2557              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2558              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2559              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2560           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2561               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2562                    && expr_not_equal_to (@0,
2563                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2564                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2565                       ? expr_not_equal_to (@2,
2566                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2567                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2568                       : (expr_not_equal_to (@2,
2569                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2570                          && expr_not_equal_to (@2,
2571                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2572                                 + 1))))))
2573          && single_use (@3))
2574      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2575    (simplify
2576     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2577     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2578           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2579           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2580              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2581              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2582              for @0 0 and @2 min.  */
2583           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2584               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2585                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2586                        || expr_not_equal_to (@0,
2587                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2588                   || expr_not_equal_to (@2,
2589                         (plusminus == PLUS_EXPR
2590                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2591                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2592          && single_use (@3))
2593      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2595 #if GIMPLE
2596 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2597    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2598 (simplify
2599  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2600   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2601        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2602        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type))
2603    (with { tree t = type;
2604            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2605            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2606                                              element_precision (type));
2607            w += 1;
2608            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2609                                         : t, w);
2610            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2611     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2612 (simplify
2613  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2614   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2615        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2616        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2617        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2618        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type))
2619    (with { tree t = type;
2620            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2621            unsigned int prec = element_precision (type);
2622            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2623            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2624            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2625                                         : t, w);
2626            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2627     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2628 #endif
2630 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2632 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2633  (simplify
2634   (minmax @0 @0)
2635   @0))
2636 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2637 (simplify
2638  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2639  @1)
2640 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2641 (simplify
2642  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2643  @1)
2644 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2645 (simplify
2646  (max:c @0 (negate @0))
2647  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2648       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2649           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2650   (abs @0)))
2651 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2652 (simplify
2653  (min:c @0 (negate @0))
2654  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2655       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2656           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2657   (negate (abs @0))))
2658 (simplify
2659  (min @0 @1)
2660  (switch
2661   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2662        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2663        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2664    @1)
2665   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2666        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2667        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2668    @0)))
2669 (simplify
2670  (max @0 @1)
2671  (switch
2672   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2673        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2674        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2675    @1)
2676   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2677        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2678        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2679    @0)))
2681 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2682 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2683 (simplify
2684  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2685   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2686    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2687     @2
2688     @0)))
2690 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2691 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2692 (simplify
2693  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2694   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2695    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2696     @0
2697     @2)))
2699 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2700    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2701 (for minmax (min max)
2702  (simplify
2703   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2704   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2705        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2706        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2707        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2708    (minmax @1 (convert @2)))))
2710 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2711  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2712     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2713  (simplify
2714   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2715   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2716        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2717    @0)))
2718 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2719    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2720    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2721    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2722    worry about it either.  */
2723 (if (flag_finite_math_only)
2724  (simplify
2725   (FMIN_ALL @0 @1)
2726   (min @0 @1))
2727  (simplify
2728   (FMAX_ALL @0 @1)
2729   (max @0 @1)))
2730 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2731 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2732      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2733  (simplify
2734   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2735   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2736        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2737            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2738    (negate (maxmin @0 @1)))))
2739 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2740    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2741 (for minmax (min max)
2742  maxmin (max min)
2743  (simplify
2744   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2745   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2747 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2748 (for minmax (min min max max)
2749      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2750      out    (le  gt  ge  lt )
2751  (simplify
2752   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2753   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2754    (out @0 @1))))
2755 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2756    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2757 (for cmp (eq ne)
2758  (simplify
2759   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2760   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2761                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2762    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2763    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2764                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2765     (cmp @0 @2)))))
2766 (for cmp (eq ne)
2767  (simplify
2768   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2769   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2770                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2771    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2772    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2773                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2774     (cmp @0 @2)))))
2775 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2776 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2777      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2778      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2779  (simplify
2780   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2781   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2783 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
2784    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
2785    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
2786 (for cmp (simple_comparison)
2787  (simplify
2788   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
2789                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2790   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2791        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2792        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2793        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2794        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2795            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2796        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2797    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2798  (simplify
2799   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
2800                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2801   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2802        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2803        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2804        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2805        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2806            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2807        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2808    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2809  /* Similarly with ^ instead of - though in that case with :c.  */
2810  (simplify
2811   (bit_xor:c @0 (bit_and:c (bit_xor:c @0 @1)
2812                            (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2813   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2814        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2815        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2816        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2817        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2818            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2819        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2820    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
2822 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2824 (for rotate (lrotate rrotate)
2825  (simplify
2826   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2827   @0))
2829 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2830 (simplify
2831  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2832  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2833       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2834   @0))
2836 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2837 (simplify
2838  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
2839  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2840   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
2841   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2843 (simplify
2844  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
2845  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
2846       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
2847          long as the low TYPE_PRECISION (type)
2848          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
2849       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
2850       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2851       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2852       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2853       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
2854           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
2855                         TYPE_PRECISION (type)
2856                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
2857   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2859 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2860    types.  */
2861 (simplify
2862  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2863  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2864       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2865   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2867 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2868  (simplify
2869   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2870   (non_lvalue @0))
2871  (simplify
2872   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2873   @0)
2874  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2875     if vector2 is uniform.  */
2876  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2877   (simplify
2878    (shiftrotate @0 vec@1)
2879    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2880     (if (tem)
2881      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2883 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2884    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2885 #if GIMPLE
2886 (for shift (lshift rshift)
2887  (simplify
2888   (shift @0 SSA_NAME@1)
2889    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2890     (with {
2891       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2892       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2893      }
2894      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2895       @0)))))
2896 #endif
2898 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2899    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2900 (simplify
2901  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2902  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2903                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2904                                            element_precision (type)), @1); }))
2906 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2907 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2908  (simplify
2909   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2910   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2911    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2912         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2913         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2914         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2915     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2916                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2917      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2918         being well defined.  */
2919      (if (low >= prec)
2920       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2921        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2922        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2923         { build_zero_cst (type); }
2924         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2925       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2928 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2929    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2930 (for cmp (ne eq)
2931      icmp (eq ne)
2932  (simplify
2933   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2934   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2936 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2937    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2938    if CST2 != 0.  */
2939 (for cmp (ne eq)
2940  (simplify
2941   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2942   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2943    (if (cand < 0
2944         || (!integer_zerop (@2)
2945             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2946     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2947     (if (!integer_zerop (@2)
2948          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2949      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2951 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2952         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2953    if the new mask might be further optimized.  */
2954 (for shift (lshift rshift)
2955  (simplify
2956   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2957            INTEGER_CST@2)
2958    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2959         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2960         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2961         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2962         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2963     (with
2964      {
2965        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2966        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2967        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2968        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2969        unsigned int prec;
2971        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2972          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2973        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2974                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2975          {
2976            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2977            tree arg00 = @0;
2978            /* See if more bits can be proven as zero because of
2979               zero extension.  */
2980            if (@3 != @0
2981                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2982              {
2983                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2984                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2985                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2986                  {
2987                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2988                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2989                    if (shiftc < prec)
2990                      shift_type = inner_type;
2991                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2992                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2993                       is all ones.  */
2994                  }
2995              }
2996            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2997            if (shiftc < prec)
2998              {
2999                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3000                zerobits <<= prec - shiftc;
3001              }
3002            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3003               can contain actually sign bits, so no transformation is
3004               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3005               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3006            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3007                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3008              {
3009                if ((mask & zerobits) == 0)
3010                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3011                else
3012                  zerobits = 0;
3013              }
3014          }
3015      }
3016      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3017      (if ((mask & zerobits) == mask)
3018       { build_int_cst (type, 0); }
3019       (with { newmask = mask | zerobits; }
3020        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3021         (with
3022          {
3023            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3024               mode's mask.  */
3025            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3026                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3027              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3028                break;
3029          }
3030          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3031               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3032           (with
3033            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3034            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3035             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3036              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3037              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3039 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3040    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3041 (for shift (lshift rshift)
3042  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3043   (simplify
3044    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3045    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3046     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3047      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
3049 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3050 (simplify
3051  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3052   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3053        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3054            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3055            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3056    (with
3057     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3058      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3060 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3061    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3062 (for rotate (lrotate rrotate)
3063  (simplify
3064   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3065    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3066          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3067          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3068         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3069             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3070     (with
3071      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3072       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3074 /* Simplifications of conversions.  */
3076 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3077 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3078  (simplify
3079   (cvt @0)
3080   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3081        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3082    @0)))
3084 /* Contract view-conversions.  */
3085 (simplify
3086   (view_convert (view_convert @0))
3087   (view_convert @0))
3089 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3090    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3091 (simplify
3092   (view_convert @0)
3093   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3094        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3095        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3096    (convert @0)))
3098 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3099    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3100 (simplify
3101   (view_convert (convert@0 @1))
3102   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3103        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3104        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3105        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3106            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3107                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3108    (view_convert @1)))
3110 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3111 (simplify
3112   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3113   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3114        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3115    { build_zero_cst (type); }))
3117 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3118    barriers can be removed.  */
3119 (simplify
3120  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3121  @0)
3122 (simplify
3123  (paren (paren@1 @0))
3124  @1)
3126 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3127 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3128  (for icvt (convert float)
3129   (simplify
3130    (ocvt (icvt@1 @0))
3131    (with
3132     {
3133       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3134       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3135       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3136       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3137       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3138       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3139       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3140       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3141       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3142       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3143       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3144       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3145       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3146       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3147       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3148       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3149       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3150       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3151       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3152       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3153     }
3154    (switch
3155     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3156        handled below, if we are converting something to its own
3157        type via an object of identical or wider precision, neither
3158        conversion is needed.  */
3159     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3160           || (GENERIC
3161               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3162          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3163              || (inter_float && final_float))
3164          && inter_prec >= final_prec)
3165      (ocvt @0))
3167     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3168        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3169        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3170        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3171        then we sometimes need the middle conversion.  */
3172     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3173          && (final_int || final_float)
3174          && inter_prec >= inside_prec
3175          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3176      (ocvt @0))
3178     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3179        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3180        final conversion does not change precision we can drop the
3181        intermediate conversion.  */
3182     (if (inside_int && inter_int && final_int
3183          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3184               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3185              || final_prec == inter_prec))
3186      (ocvt @0))
3188     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3189         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3190         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3191         - the intermediate type is narrower than both initial and
3192           final, or
3193         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3194           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3195         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3196           intermediate and final types differ, or
3197         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3198           initial and intermediate types differ.  */
3199     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3200          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3201          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3202          && ! (inside_int && inter_int
3203                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3204                && inter_prec < final_prec)
3205          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3206              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3207          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3208          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3209      (ocvt @0))
3211     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3212        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3213     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3214          && final_int && inter_int && inside_int
3215          && final_prec == inside_prec
3216          && final_prec > inter_prec
3217          && inter_unsignedp)
3218      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3219                               (inside_type,
3220                                wi::mask (inter_prec, false,
3221                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3223     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3224        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3225        floating-point conversion.  */
3226     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3227          && inside_int && inter_float && final_int &&
3228          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3229          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3230      (convert @0)))))))
3232 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3233    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3234    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3235 (simplify
3236   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3237   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3238        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3239        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3240        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3241                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3242    (convert @0)))
3245 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3246 (simplify
3247   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3248   (convert @0))
3250 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3251 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3252      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3253   (simplify
3254    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3255    @0))
3257 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3258 (for op (plus minus)
3259  (simplify
3260   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3261   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3262        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3263    (with
3264      {
3265        wi::overflow_type overflow;
3266        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3267                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3268      }
3269      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3270          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3271       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3272       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3273        (convert (op (convert:utype @0)
3274                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3276 /* Canonicalization of binary operations.  */
3278 /* Convert X + -C into X - C.  */
3279 (simplify
3280  (plus @0 REAL_CST@1)
3281  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3282   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3283    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3284     (minus @0 { tem; })))))
3286 /* Convert x+x into x*2.  */
3287 (simplify
3288  (plus @0 @0)
3289  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3290   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3291   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3292    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3294 /* 0 - X  ->  -X.  */
3295 (simplify
3296  (minus integer_zerop @1)
3297  (negate @1))
3298 (simplify
3299  (pointer_diff integer_zerop @1)
3300  (negate (convert @1)))
3302 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3303    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3304    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3305 (simplify
3306  (minus real_zerop@0 @1)
3307  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
3308   (negate @1)))
3310 /* Transform x * -1 into -x.  */
3311 (simplify
3312  (mult @0 integer_minus_onep)
3313  (negate @0))
3315 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3316    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3317 (simplify
3318  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3319  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3320       && single_use (@3)
3321       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3322   (mult (mult @0 @2) @1)))
3324 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3325    number.  */
3326 (match compositional_complex
3327  (convert? (complex @0 @1)))
3329 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3330 (simplify
3331  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3332  @0)
3333 (simplify
3334  (realpart (complex @0 @1))
3335  @0)
3336 (simplify
3337  (imagpart (complex @0 @1))
3338  @1)
3340 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3341 (simplify
3342  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3343  (convert (realpart @0)))
3344 (simplify
3345  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3346  (convert (negate (imagpart @0))))
3347 (for part (realpart imagpart)
3348  (for op (plus minus)
3349   (simplify
3350    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3351    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3352 (simplify
3353  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3354  (convert (COS @0)))
3355 (simplify
3356  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3357  (convert (SIN @0)))
3359 /* conj(conj(x)) -> x  */
3360 (simplify
3361  (conj (convert? (conj @0)))
3362  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3363   (convert @0)))
3365 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3366 (simplify
3367  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3368  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3369   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3371 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3372 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
3373  (simplify
3374   (bswap (bswap @0))
3375   @0)
3376  (simplify
3377   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3378   (bit_not @0))
3379  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3380   (simplify
3381    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3382    (bitop @0 (bswap @1)))))
3385 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
3387 /* Simplify constant conditions.
3388    Only optimize constant conditions when the selected branch
3389    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
3390    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
3391    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
3392    this one as we depend on doing this transform before possibly
3393    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
3394    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
3395    genmatch cannot handle.  */
3396 (simplify
3397  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
3398  (if (integer_zerop (@0))
3399   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
3400    @2)
3401   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
3402    @1)))
3403 (simplify
3404  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
3405  (if (integer_all_onesp (@0))
3406   @1
3407   (if (integer_zerop (@0))
3408    @2)))
3410 /* Sink unary operations to constant branches, but only if we do fold it to
3411    constants.  */
3412 (for op (negate bit_not abs absu)
3413  (simplify
3414   (op (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2))
3415   (with
3416    {
3417      tree cst1, cst2;
3418      cst1 = const_unop (op, type, @1);
3419      if (cst1)
3420        cst2 = const_unop (op, type, @2);
3421    }
3422    (if (cst1 && cst2)
3423     (vec_cond @0 { cst1; } { cst2; })))))
3425 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
3426    be extended.  */
3427 /* This pattern implements two kinds simplification:
3429    Case 1)
3430    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
3431      1) Conversions are type widening from smaller type.
3432      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
3433      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
3434    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
3435    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
3436    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
3437    referred var is always benefitial for complicated cases.
3439    Case 2)
3440    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
3441 (for cmp (lt le gt ge eq)
3442  (simplify
3443   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
3444   (with
3445    {
3446      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
3447      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
3448      enum tree_code code = ERROR_MARK;
3450      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
3451          && int_fits_type_p (@2, from_type)
3452          && (types_match (c1_type, from_type)
3453              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3454                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3455                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
3456          && (types_match (c2_type, from_type)
3457              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3458                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3459                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
3460        {
3461          if (cmp != EQ_EXPR)
3462            {
3463              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
3464                {
3465                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3466                  if (cmp == LE_EXPR)
3467                    code = LT_EXPR;
3468                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3469                  if (cmp == GT_EXPR)
3470                    code = GE_EXPR;
3471                }
3472              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
3473                {
3474                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3475                  if (cmp == LT_EXPR)
3476                    code = LE_EXPR;
3477                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3478                  if (cmp == GE_EXPR)
3479                    code = GT_EXPR;
3480                }
3481              if (code != ERROR_MARK
3482                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
3483                {
3484                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3485                    code = MIN_EXPR;
3486                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3487                    code = MAX_EXPR;
3488                }
3489            }
3490          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
3491          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
3492            code = EQ_EXPR;
3493        }
3494    }
3495    (if (code == MAX_EXPR)
3496     (convert (max @1 (convert @2)))
3497     (if (code == MIN_EXPR)
3498      (convert (min @1 (convert @2)))
3499      (if (code == EQ_EXPR)
3500       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
3501                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
3503 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
3505      1) OP is PLUS or MINUS.
3506      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
3507      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
3509    This pattern also handles special cases like:
3511      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
3512         integer zero.  In this case,
3513           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
3514           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
3515      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
3516         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
3517         code.
3519    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
3520    simplified at the moment because C standard requires additional
3521    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
3522    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
3523 (for op (plus minus)
3524  (for cmp (lt le gt ge)
3525   (simplify
3526    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3527    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
3528     (if (types_match (from_type, to_type)
3529          /* Check if it is special case A).  */
3530          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3531              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
3532              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
3533              && integer_zerop (@1)
3534              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
3535      (with
3536       {
3537         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
3538         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
3539         wide_int real_c1;
3540         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3541         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3542         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3543         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
3545         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
3546             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
3547             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
3548         if (!types_match (from_type, to_type))
3549           {
3550             if (cmp_code == LT_EXPR)
3551               cmp_code = GT_EXPR;
3552             if (cmp_code == GE_EXPR)
3553               cmp_code = LE_EXPR;
3554             c1 = wi::max_value (to_type);
3555           }
3556         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
3557            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
3558            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
3559            if it is undefined.  */
3560         if (op == PLUS_EXPR)
3561           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
3562         else
3563           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
3565         code = cmp_code;
3566         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
3567           {
3568             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
3569                by adjusting comparison operation if necessary.  */
3570             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3571                 && !overflow)
3572               {
3573                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3574                 if (cmp_code == LE_EXPR)
3575                   code = LT_EXPR;
3576                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3577                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3578                   code = GE_EXPR;
3579               }
3580             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3581                 && !overflow)
3582               {
3583                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3584                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3585                   code = LE_EXPR;
3586                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3587                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3588                   code = GT_EXPR;
3589               }
3590             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3591               {
3592                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3593                   code = MIN_EXPR;
3594                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3595                   code = MAX_EXPR;
3596               }
3597           }
3598       }
3599       (if (code == MAX_EXPR)
3600        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3601            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3602        (if (code == MIN_EXPR)
3603         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3604             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3606 (for cnd (cond vec_cond)
3607  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3608  (simplify
3609   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3610   (cnd @0 @1 @3))
3611  (simplify
3612   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3613   (cnd @0 @1 @3))
3614  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3615  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3616     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3617     The following is still important to merge then and else arm cases
3618     from if-conversion.  */
3619  (simplify
3620   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3621   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3622    (cnd @0 @1 @3)))
3623  (simplify
3624   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3625   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3626    (cnd @0 @3 @4)))
3628  /* A ? B : B -> B.  */
3629  (simplify
3630   (cnd @0 @1 @1)
3631   @1)
3633  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3634  (simplify
3635   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3636   (cnd @0 @2 @1)))
3638 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3639    return all -1 or all 0 results.  */
3640 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3641    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3642 (simplify
3643  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3644  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3645       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3646                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3647       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3648           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3649   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3651 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3652 (simplify
3653  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3654  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3655       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3656                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3657       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3658           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3659   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3662 /* Simplifications of comparisons.  */
3664 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3665    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3666    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3667 (for cmp  (le gt)
3668      acmp (lt ge)
3669  (simplify
3670   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3671   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3672    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
3673      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3674                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3675                                                      wi::to_wide (cst)
3676                                                      + 1)); })))))
3677 (for cmp  (ge lt)
3678      acmp (gt le)
3679  (simplify
3680   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3681   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3682    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
3683     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3684                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3685                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
3687 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3688    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3689    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3690    that with expression code iteration.  */
3691 (for cmp (tcc_comparison)
3692      icmp (inverted_tcc_comparison)
3693      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3694  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3695     and handle some more cases by using
3696       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3697     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3698     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3699  (simplify
3700   (bit_not (cmp @0 @1))
3701   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3702        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3703    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3704       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3705       a computed operator in the replacement tree thus we have
3706       to play the trick below.  */
3707    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3708              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3709     (if (ic == icmp)
3710      (icmp @0 @1)
3711      (if (ic == ncmp)
3712       (ncmp @0 @1))))))
3713  (simplify
3714   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3715   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3716             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3717    (if (ic == icmp)
3718     (icmp @0 @1)
3719     (if (ic == ncmp)
3720      (ncmp @0 @1))))))
3722 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3723    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3724    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3725    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3726    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3727 (for cmp (eq ne)
3728  (for sub (minus pointer_diff)
3729   (simplify
3730    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3731    (if (single_use (@2))
3732     (cmp @0 @1)))))
3734 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3735    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3736    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3737    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3738 (for cmp (simple_comparison)
3739      scmp (swapped_simple_comparison)
3740  (simplify
3741   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3742   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3743   (if (integer_zerop (@1))
3744    (cmp @1 @2)
3745    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3746         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3747         && single_use (@3))
3748     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3749     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3750      (scmp @0 @2)
3751      (cmp @0 @2))))))
3753 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3754    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3755 (for cmp (eq ge le)
3756  (simplify
3757   (cmp @0 @0)
3758   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3759        || ! HONOR_NANS (@0))
3760    { constant_boolean_node (true, type); }
3761    (if (cmp != EQ_EXPR)
3762     (eq @0 @0)))))
3763 (for cmp (ne gt lt)
3764  (simplify
3765   (cmp @0 @0)
3766   (if (cmp != NE_EXPR
3767        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3768        || ! HONOR_NANS (@0))
3769    { constant_boolean_node (false, type); })))
3770 (for cmp (unle unge uneq)
3771  (simplify
3772   (cmp @0 @0)
3773   { constant_boolean_node (true, type); }))
3774 (for cmp (unlt ungt)
3775  (simplify
3776   (cmp @0 @0)
3777   (unordered @0 @0)))
3778 (simplify
3779  (ltgt @0 @0)
3780  (if (!flag_trapping_math)
3781   { constant_boolean_node (false, type); }))
3783 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3784 (for cmp (simple_comparison)
3785  (simplify
3786   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3787   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3788    (cmp @1 @0))))
3790 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3791 (for cmp (simple_comparison)
3792      scmp (swapped_simple_comparison)
3793  (simplify
3794   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3795   (if (single_use (@2)
3796        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3797    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3799 (for cmp (simple_comparison)
3800  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3801  (simplify
3802   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3803   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3804        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3805            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3806        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3807            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3808    (with
3809     {
3810       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3811       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3812         {
3813           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3814           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3815               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3816             type1 = float_type_node;
3817           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3818               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3819             type1 = double_type_node;
3820         }
3821       tree newtype
3822         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3823            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3824     }
3825     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3826      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3828  (simplify
3829   (cmp @0 REAL_CST@1)
3830   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3831   (switch
3832    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3833    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3834     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3835    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3836    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3837         && ! HONOR_SNANS (@1))
3838     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3839    /* Fold comparisons against infinity.  */
3840    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3841         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3842     (with
3843      {
3844        REAL_VALUE_TYPE max;
3845        enum tree_code code = cmp;
3846        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3847        if (neg)
3848          code = swap_tree_comparison (code);
3849      }
3850      (switch
3851       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3852       (if (code == GT_EXPR
3853            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3854        { constant_boolean_node (false, type); })
3855       (if (code == LE_EXPR)
3856        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3857        (if (! HONOR_NANS (@0))
3858         { constant_boolean_node (true, type); }
3859         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3860            an "invalid" exception.  */
3861         (if (!flag_trapping_math)
3862          (eq @0 @0))))
3863       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3864          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3865       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3866            || code == GE_EXPR)
3867        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3868         (if (neg)
3869          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3870          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3871       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3872       (if (code == LT_EXPR)
3873        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3874         (if (neg)
3875          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3876          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3877       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3878          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3879       (if (code == NE_EXPR)
3880        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3881         (if (! HONOR_NANS (@0))
3882          (if (neg)
3883           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3884           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3885          (if (neg)
3886           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3887           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3889  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3890     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3891     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3892     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3893  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3894   (for op (plus minus)
3895    (simplify
3896     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3897     (with
3898      {
3899        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3900                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3901      }
3902      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3903       (cmp @0 { tem; }))))))
3905  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3906     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3907     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3908     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3909  (if (flag_associative_math)
3910   (simplify
3911    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3912    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3913     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3914      (cmp { tem; } @1)))))
3916  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3917  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
3918   (for sq (SQRT)
3919    (simplify
3920     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3921     (switch
3922      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3923       (switch
3924        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3925        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3926         { constant_boolean_node (false, type); })
3927        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3928           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3929        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3930         { constant_boolean_node (true, type); })
3931        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3932        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3933      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3934       (switch
3935        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3936        (if (cmp == LT_EXPR)
3937         { constant_boolean_node (false, type); })
3938        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3939        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3940         { constant_boolean_node (true, type); })
3941        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3942        (if (cmp == LE_EXPR)
3943         (eq @0 @1))
3944        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3945           == or !=.  In the last case:
3947             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3949           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3950           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3951        (cmp @0 @1)))
3952      (if ((cmp == LT_EXPR
3953            || cmp == LE_EXPR
3954            || cmp == GT_EXPR
3955            || cmp == GE_EXPR)
3956           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3957           /* Give up for -frounding-math.  */
3958           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
3959       (with
3960        {
3961          REAL_VALUE_TYPE c2;
3962          enum tree_code ncmp = cmp;
3963          const real_format *fmt
3964            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
3965          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3966                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3967          real_convert (&c2, fmt, &c2);
3968          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
3969             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
3970          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
3971            {
3972              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
3973                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
3974              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
3975                ncmp = ERROR_MARK;
3976              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3977                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
3978                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
3979              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3980                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
3981                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
3982              else
3983                {
3984                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
3985                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
3986                     to be adjusted.  */
3987                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
3988                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3989                    tow = dconst0;
3990                  else
3991                    real_inf (&tow);
3992                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
3993                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
3994                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
3995                    ncmp = ERROR_MARK;
3996                  else
3997                    {
3998                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
3999                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
4000                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4001                        ncmp = ERROR_MARK;
4002                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
4003                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
4004                        c2 = c2alt;
4005                    }
4006                }
4007            }
4008        }
4009        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4010         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4011          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
4012          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
4013           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4014           { constant_boolean_node (false, type); })
4015          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
4016          (if (ncmp != ERROR_MARK)
4017           (if (ncmp == GE_EXPR)
4018            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4019            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4020         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
4021         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4022          (switch
4023           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
4024              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
4025           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4026            { constant_boolean_node (true, type); })
4027           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
4028              don't care about NaNs.  */
4029           (if (! HONOR_NANS (@0))
4030            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4031           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
4032              don't care about Infinities.  */
4033           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4034            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4035           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4036           (if (GENERIC)
4037            (truth_andif
4038             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4039             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4040          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4041          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4042           (if (ncmp == LT_EXPR)
4043            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4044            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4045           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4046           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4047            (if (ncmp == LT_EXPR)
4048             (truth_andif
4049              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4050              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4051             (truth_andif
4052              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4053              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4054    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4055    (simplify
4056     (cmp (sq @0) (sq @1))
4057       (if (! HONOR_NANS (@0))
4058         (cmp @0 @1))))))
4060 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4061 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4062      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4063  (simplify
4064   (cmp (float@0 @1) (float @2))
4065    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4066         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4067     (with
4068      {
4069        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
4070        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4071        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
4072        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
4073        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
4074      }
4075      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
4076           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
4077       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
4078        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
4079        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
4080             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
4081         (icmp @1 (convert @2))
4082         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
4083              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
4084          (icmp (convert:type2 @1) @2)
4085          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
4086               && type1_signed_p == type2_signed_p)
4087           (icmp @1 @2))))))))))
4089 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
4090 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
4091      icmp (le le eq ne ge ge)
4092  (simplify
4093   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
4094    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4095         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4096     (with
4097      {
4098        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4099        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
4100        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4101        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
4102           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
4103           TODO: relax under -fno-trapping-math or
4104           -fno-signaling-nans.  */
4105        bool exception_p
4106          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
4107                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
4108      }
4109      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
4110         -fno-trapping-math.  */
4111      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
4112       (with
4113        {
4114          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
4115          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
4116          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
4117          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
4119          REAL_VALUE_TYPE icst;
4120          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4121            real_ceil (&icst, fmt, cst);
4122          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4123            real_floor (&icst, fmt, cst);
4124          else
4125            real_trunc (&icst, fmt, cst);
4127          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
4129          bool overflow_p = false;
4130          wide_int icst_val
4131            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
4132        }
4133        (switch
4134         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
4135         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
4136          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4137                                   type); })
4138         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
4139          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4140                                   type); })
4141         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
4142         (if (cst_int_p)
4143          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
4144                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
4145         )
4146         /* When CST is fractional, optimize
4147             (FTYPE) N == CST -> 0
4148             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
4149         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4150          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4151         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
4152         (with
4153          {
4154            gcc_checking_assert (!overflow_p);
4155          }
4156          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
4158 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
4159 (for cmp (eq ne)
4160  (simplify
4161   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
4162   (if (!integer_zerop (@1))
4163    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
4164     (cmp @0 @2)
4165     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4166      (with
4167       {
4168         wi::overflow_type ovf;
4169         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4170                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4171       }
4172       (if (ovf)
4173        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4174        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
4175 (for cmp (lt le gt ge)
4176  (simplify
4177   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4178   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4179    (with
4180     {
4181       wi::overflow_type ovf;
4182       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4183                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4184     }
4185     (if (ovf)
4186      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
4187                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
4188                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
4189      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
4191 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
4193    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
4194    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
4195    multiplication computed modulo 2^size.
4196    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
4197 (for cmp  (lt le gt ge)
4198      cmp2 (ge ge lt lt)
4199  (simplify
4200   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4201   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
4202        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4203        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4204    (with
4205     {
4206       tree utype = TREE_TYPE (@2);
4207       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
4208       wide_int right = wi::to_wide (@2);
4209       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4210       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4211       bool small = wi::leu_p (right, smax);
4212       bool large = wi::geu_p (right, smin);
4213     }
4214     (if (small || large)
4215      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
4216      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
4218 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
4219 (simplify
4220  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
4221  (if (types_match (@0, @1))
4222   (unordered @0 @1)))
4223 (simplify
4224  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
4225  (if (types_match (@0, @1))
4226   (ordered @0 @1)))
4227 (simplify
4228  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
4229  @2)
4230 (simplify
4231  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
4232  @2)
4234 /* Simple range test simplifications.  */
4235 /* A < B || A >= B -> true.  */
4236 (for test1 (lt le le le ne ge)
4237      test2 (ge gt ge ne eq ne)
4238  (simplify
4239   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4240   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4241        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4242    { constant_boolean_node (true, type); })))
4243 /* A < B && A >= B -> false.  */
4244 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
4245      test2 (ge gt eq gt eq gt)
4246  (simplify
4247   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4248   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4249        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4250    { constant_boolean_node (false, type); })))
4252 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
4253    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
4255    Note that comparisons
4256      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
4257      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
4258    will be canonicalized to above so there's no need to
4259    consider them here.
4260  */
4262 (for cmp (le gt)
4263      eqcmp (eq ne)
4264  (simplify
4265   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4266   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4267    (with
4268     {
4269      tree ty = TREE_TYPE (@0);
4270      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
4271      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
4272      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
4273      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
4274     }
4275     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
4276          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
4277       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
4278              { build_zero_cst (ty); }))))))
4280 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
4281 (for cmp (tcc_comparison)
4282      scmp (swapped_tcc_comparison)
4283  (simplify
4284   (cmp (negate @0) (negate @1))
4285   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4286        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4287            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4288    (scmp @0 @1)))
4289  (simplify
4290   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4291   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4292        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4293            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4294    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
4295     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4296      (scmp @0 { tem; }))))))
4298 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
4299 (for op (eq ne)
4300  (simplify
4301   (op (abs @0) zerop@1)
4302   (op @0 @1)))
4304 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
4305    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
4306 (for cmp (simple_comparison)
4307  (simplify
4308   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
4309   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4310        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
4311           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
4312        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
4313             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4314                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
4315                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
4316                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
4317        && single_use (@0))
4318    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4319         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4320             || @1 != @10)
4321         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4322             || cmp == NE_EXPR
4323             || cmp == EQ_EXPR)
4324         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
4325     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
4326        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
4327        constant which fold_convert produces.  */
4328     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4329      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
4330                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
4331      (cmp @00 (convert @1)))
4333     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
4334      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
4335      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4336            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4337            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4338                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
4339           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
4340               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
4341                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
4342                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4343                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
4344               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4345                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4346                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
4347       (cmp @00 (convert @10))
4348       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4349            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4350            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
4351        (with
4352         {
4353           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4354           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4355           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
4356           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
4357         }
4358         (if (above || below)
4359          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4360           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
4361           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4362            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
4363            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4364             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
4366 (for cmp (eq ne)
4367  (simplify
4368   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
4369   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
4370   (with
4371    { poly_int64 off; tree base; }
4372    /* A local variable can never be pointed to by
4373       the default SSA name of an incoming parameter.  */
4374    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
4375         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
4376         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
4377         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
4378         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
4379     (if (cmp == NE_EXPR)
4380      { constant_boolean_node (true, type); }
4381      { constant_boolean_node (false, type); })
4382     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
4383     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
4384          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
4385          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
4386      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
4387       (if (known_ne (off, 0))
4388        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4389        (if (known_eq (off, 0))
4390         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
4392 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
4393 (for cmp (eq ne)
4395  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
4396     Similarly for NE_EXPR.  */
4397  (simplify
4398   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4399   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
4400        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
4401    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4403  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
4404  (simplify
4405   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
4406   (cmp @0 @1))
4408  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
4409     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
4410  (simplify
4411   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
4412   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
4414  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
4415  (simplify
4416   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4417   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
4418    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
4420  (simplify
4421   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
4422   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
4423    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4425  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
4426  (simplify
4427   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
4428   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
4430 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
4431    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4432    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
4433    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4434 (for cmp (eq ne)
4435      ncmp (ge lt)
4436  (for sgncmp (ge lt)
4437   (simplify
4438    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
4439    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4440         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4441         && types_match (@0, @1))
4442     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
4443 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4444    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4445 (for cmp (eq ne)
4446      ncmp (lt ge)
4447  (simplify
4448   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
4449    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4450         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4451         && types_match (@0, @1))
4452     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
4454 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
4455    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
4456 (for cmp (eq ne)
4457      icmp (ne eq)
4458  (simplify
4459   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
4460   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4462 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
4463    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
4464 (simplify
4465  (cond
4466   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
4467   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
4468  (if (integer_pow2p (@2))
4469   (with {
4470      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
4471                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
4472    }
4473    (if (shift > 0)
4474     (bit_and
4475      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
4476     (bit_and
4477      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
4478      @2)))))
4480 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
4481    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
4482 (for cmp (eq ne)
4483      ncmp (ge lt)
4484  (simplify
4485   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
4486   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4487        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4488        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
4489        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
4490    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4491     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
4493 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
4494    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
4495 (simplify
4496  (cond
4497   (lt @0 integer_zerop)
4498   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
4499  (if (integer_pow2p (@1)
4500       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4501   (with {
4502     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
4503    }
4504    (if (shift >= 0)
4505     (bit_and
4506      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
4507      @1)
4508     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
4509        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
4510     (bit_and (convert @0) @1)))))
4512 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
4513    This implements some remaining parts of fold_comparison address
4514    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
4515    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
4516 (for cmp (simple_comparison)
4517  (simplify
4518   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
4519   (with
4520    {
4521      poly_int64 off0, off1;
4522      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
4523      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
4524      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
4525        {
4526          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
4527          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
4528        }
4529      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
4530        {
4531          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
4532          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
4533        }
4534    }
4535    (if (base0 && base1)
4536     (with
4537      {
4538        int equal = 2;
4539        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
4540           the value expressions might point to fields/elements
4541           of other vars etc.  */
4542        if (GENERIC
4543            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
4544                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
4545          ;
4546        else if (decl_in_symtab_p (base0)
4547                 && decl_in_symtab_p (base1))
4548          equal = symtab_node::get_create (base0)
4549                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
4550        else if ((DECL_P (base0)
4551                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
4552                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
4553                 && (DECL_P (base1)
4554                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
4555                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
4556          equal = (base0 == base1);
4557        if (equal == 0)
4558          {
4559            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
4560            off0.is_constant (&ioff0);
4561            off1.is_constant (&ioff1);
4562            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
4563                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
4564                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
4565                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
4566                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
4567                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
4568                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
4569                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
4570                       will not end up being string-merged.  */
4571                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
4572                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
4573                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
4574                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
4575              ;
4576            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
4577              equal = 2;
4578            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
4579              equal = 2;
4580            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
4581               valid equalities where one pointer is the offset zero
4582               of one object and the other to one past end of another one.  */
4583            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
4584              ;
4585            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
4586               variables.  */
4587            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
4588              ;
4589            else
4590              {
4591                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
4592                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
4593                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
4594                   punt.  */
4595                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
4596                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
4597                  equal = 2;
4598                else
4599                  {
4600                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
4601                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
4602                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
4603                       of one object and the other is pointing to one past the
4604                       last byte of the other object, punt.  */
4605                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
4606                      equal = 2;
4607                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
4608                      equal = 2;
4609                    /* If both offsets are the same, there are some cases
4610                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
4611                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
4612                    if (equal == 2
4613                        && known_eq (off0, off1)
4614                        && (known_ne (off0, 0)
4615                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
4616                      equal = 0;
4617                  }
4618              }
4619          }
4620      }
4621      (if (equal == 1
4622           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4623               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
4624               || known_eq (off0, off1)
4625               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4626                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
4627               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4628                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
4629       (switch
4630        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4631         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
4632        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4633         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
4634        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
4635         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
4636        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
4637         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
4638        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
4639         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
4640        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
4641         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
4642       (if (equal == 0)
4643         (switch
4644          (if (cmp == EQ_EXPR)
4645           { constant_boolean_node (false, type); })
4646          (if (cmp == NE_EXPR)
4647           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
4649 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
4650 (for neeq (ne eq)
4651  (simplify
4652   (neeq @0 @1)
4653   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4654        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
4655    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
4657 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
4658    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
4659    Disable the transform if either operand is pointer to function.
4660    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
4661    canonicalizaion is not wanted.  */
4663 (for cmp (ne eq)
4664  (simplify
4665   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
4666   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4667          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4668          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4669         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4670             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4671             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4672        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
4673    (cmp @0 (convert @1)))))
4675 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
4676 (for cmp (lt gt le ge)
4677  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
4678     the specified precision will have known values.  */
4679  (simplify
4680   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
4681   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4682         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4683         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4684        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
4685    (with
4686     {
4687       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
4688       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
4689       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
4690       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
4691       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
4692       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
4693     }
4694     (switch
4695      (if (wi::to_wide (cst) == max)
4696       (switch
4697        (if (cmp == GT_EXPR)
4698         { constant_boolean_node (false, type); })
4699        (if (cmp == GE_EXPR)
4700         (eq @2 @1))
4701        (if (cmp == LE_EXPR)
4702         { constant_boolean_node (true, type); })
4703        (if (cmp == LT_EXPR)
4704         (ne @2 @1))))
4705      (if (wi::to_wide (cst) == min)
4706       (switch
4707        (if (cmp == LT_EXPR)
4708         { constant_boolean_node (false, type); })
4709        (if (cmp == LE_EXPR)
4710         (eq @2 @1))
4711        (if (cmp == GE_EXPR)
4712         { constant_boolean_node (true, type); })
4713        (if (cmp == GT_EXPR)
4714         (ne @2 @1))))
4715      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
4716       (switch
4717        (if (cmp == GT_EXPR)
4718         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4719                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4720                                                       wi::to_wide (cst)
4721                                                       + 1)); }))
4722        (if (cmp == LE_EXPR)
4723         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4724                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4725                                                       wi::to_wide (cst)
4726                                                       + 1)); }))))
4727      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
4728       (switch
4729        (if (cmp == GE_EXPR)
4730         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4731                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4732                                                       wi::to_wide (cst)
4733                                                       - 1)); }))
4734        (if (cmp == LT_EXPR)
4735         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4736                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4737                                                       wi::to_wide (cst)
4738                                                       - 1)); }))))
4739      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
4740           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
4741           /* We will flip the signedness of the comparison operator
4742              associated with the mode of @1, so the sign bit is
4743              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
4744              max associated with this sign bit.  */
4745           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
4746           /* signed_type does not work on pointer types.  */
4747           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
4748       /* The following case also applies to X < signed_max+1
4749          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
4750       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4751        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
4752         (switch
4753          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
4754           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4755          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
4756           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4757          (if (cmp == LE_EXPR)
4758           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4759          (if (cmp == GT_EXPR)
4760           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
4762 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4763  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
4764  (simplify
4765   (cmp @0 REAL_CST@1)
4766   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4767        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
4768    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
4769                             ? false : true, type); })))
4771 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
4772 (simplify
4773  (ne @0 integer_zerop)
4774  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4775       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4776   (non_lvalue @0)))
4777 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
4778 (simplify
4779  (eq @0 integer_onep)
4780  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4781       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4782   (non_lvalue @0)))
4783 /* Do not handle
4784    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4785    bool_var != 1 becomes !bool_var
4786    here because that only is good in assignment context as long
4787    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4788    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4789    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4791 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4792    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4793    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4794    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
4795 (for cmp (lt le ge gt)
4796      out (gt gt le le)
4797  (simplify
4798   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
4799   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4800        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4801        && wi::to_wide (@1) != 0
4802        && single_use (@2))
4803    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
4804     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4805                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
4806                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4808 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4809    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4810    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4811 (for cmp (gt le)
4812  (simplify
4813   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4814   (if (single_use (@2)
4815        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4816        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4817    (cmp @1 @0))))
4819 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
4820 (for cmp (ge lt)
4821  (simplify
4822   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
4823    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4824         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4825     (cmp @1 @0))))
4827 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4828 /* A - B > A  */
4829 (for cmp (gt le)
4830      out (ne eq)
4831  (simplify
4832   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4833   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4834        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4835    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4836 /* A + B < A  */
4837 (for cmp (lt ge)
4838      out (ne eq)
4839  (simplify
4840   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4841   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4842        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4843    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4845 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
4846    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4847 (for cmp (lt ge)
4848      out (ne eq)
4849  (simplify
4850   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
4851   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4852    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4853     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4855 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
4856    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
4857    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4858 (for cmp (eq ne)
4859  (simplify
4860   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
4861        integer_zerop)
4862   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4863        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
4864        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4865        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
4866            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4867        && tree_fits_uhwi_p (@2)
4868        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4869        && types_match (@0, @1)
4870        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4871        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
4872            != CODE_FOR_nothing))
4873    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4874     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4876 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
4877    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
4878    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
4879    section that follows this one.
4881    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
4882    the following:
4884    - the rule describes an identity
4886    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
4887      multiplication
4889    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
4890      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
4891      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
4892      when the operand has that value.)  */
4894 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4895  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
4896  (simplify
4897   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
4898   (if (!HONOR_SNANS (type))
4899    @0))
4901  (for op (plus minus)
4902   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
4903   (simplify
4904    (op (rdiv @0 @1)
4905        (rdiv @2 @1))
4906    (rdiv (op @0 @2) @1)))
4908  (for cmp (lt le gt ge)
4909       neg_cmp (gt ge lt le)
4910   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
4911   (simplify
4912    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4913    (with
4914     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
4915     (if (tem
4916          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
4917               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
4918      (switch
4919       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4920        (cmp @0 { tem; }))
4921       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4922        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
4924  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
4925  (for root (SQRT CBRT)
4926   (simplify
4927    (mult (root:s @0) (root:s @1))
4928     (root (mult @0 @1))))
4930  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
4931  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4932   (simplify
4933    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
4934     (exps (plus @0 @1))))
4936  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
4937  (for root (SQRT CBRT)
4938   (simplify
4939    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
4940     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
4942  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
4943  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4944   (simplify
4945    (rdiv @0 (exps:s @1))
4946     (mult @0 (exps (negate @1)))))
4948  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4949       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4950   /* logN(expN(x)) -> x.  */
4951   (simplify
4952    (logs (exps @0))
4953    @0)
4954   /* expN(logN(x)) -> x.  */
4955   (simplify
4956    (exps (logs @0))
4957    @0))
4959  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
4960     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
4961     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
4962  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
4963       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
4964   (simplify
4965    (logs (exps @0))
4966    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4967     (with {
4968       tree x;
4969       switch (exps)
4970         {
4971         CASE_CFN_EXP:
4972           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
4973           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
4974           break;
4975         CASE_CFN_EXP2:
4976           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
4977           x = build_real (type, dconst2);
4978           break;
4979         CASE_CFN_EXP10:
4980         CASE_CFN_POW10:
4981           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
4982           {
4983             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
4984             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
4985             x = build_real (type, dconst10);
4986           }
4987           break;
4988         default:
4989           gcc_unreachable ();
4990         }
4991       }
4992      (mult (logs { x; }) @0)))))
4994  (for logs (LOG LOG
4995             LOG2 LOG2
4996             LOG10 LOG10)
4997       exps (SQRT CBRT)
4998   (simplify
4999    (logs (exps @0))
5000    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5001     (with {
5002       tree x;
5003       switch (exps)
5004         {
5005         CASE_CFN_SQRT:
5006           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
5007           x = build_real (type, dconsthalf);
5008           break;
5009         CASE_CFN_CBRT:
5010           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
5011           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
5012           break;
5013         default:
5014           gcc_unreachable ();
5015         }
5016       }
5017      (mult { x; } (logs @0))))))
5019  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
5020  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
5021       pows (POW)
5022   (simplify
5023    (logs (pows @0 @1))
5024    (mult @1 (logs @0))))
5026  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
5027     or if C is a positive power of 2,
5028     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
5029 #if GIMPLE
5030  (for pows (POW)
5031       exps (EXP)
5032       logs (LOG)
5033       exp2s (EXP2)
5034       log2s (LOG2)
5035   (simplify
5036    (pows REAL_CST@0 @1)
5037    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5038         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
5039         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
5040            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5041            beneficial for all constants to postpone this until later,
5042            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5043            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5044            pessimization.  */
5045         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5046     (with {
5047        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5048        bool use_exp2 = false;
5049        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
5050            && value->cl == rvc_normal)
5051          {
5052            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5053            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
5054            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
5055              use_exp2 = true;
5056          }
5057      }
5058      (if (!use_exp2)
5059       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
5060        (exps (mult (logs @0) @1)))
5061       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
5062 #endif
5064  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
5065  (for pows (POW)
5066       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5067       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5068   (simplify
5069    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
5070    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5071         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5072     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
5074  (for sqrts (SQRT)
5075       cbrts (CBRT)
5076       pows (POW)
5077       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5078   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
5079   (simplify
5080    (sqrts (exps @0))
5081    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
5082   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
5083   (simplify
5084    (cbrts (exps @0))
5085    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5086   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
5087   (simplify
5088    (pows (exps @0) @1)
5089    (exps (mult @0 @1))))
5091  /* tan(atan(x)) -> x.  */
5092  (for tans (TAN)
5093       atans (ATAN)
5094   (simplify
5095    (tans (atans @0))
5096    @0)))
5098  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
5099  (for sins (SIN)
5100       atans (ATAN)
5101       sqrts (SQRT)
5102       copysigns (COPYSIGN)
5103   (simplify
5104    (sins (atans:s @0))
5105    (with
5106      {
5107       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5108       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5109       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5110       tree t_one = build_one_cst (type);
5111      }
5112     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5113      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5114       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5115       (copysigns { t_one; } @0))))))
5117 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
5118  (for coss (COS)
5119       atans (ATAN)
5120       sqrts (SQRT)
5121       copysigns (COPYSIGN)
5122   (simplify
5123    (coss (atans:s @0))
5124    (with
5125      {
5126       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5127       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5128       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5129       tree t_one = build_one_cst (type);
5130       tree t_zero = build_zero_cst (type);
5131      }
5132     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5133      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5134       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5135       (copysigns { t_zero; } @0))))))
5137  (if (!flag_errno_math)
5138   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
5139   (for sinhs (SINH)
5140        atanhs (ATANH)
5141        sqrts (SQRT)
5142    (simplify
5143     (sinhs (atanhs:s @0))
5144     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5145     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
5147   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
5148   (for coshs (COSH)
5149        atanhs (ATANH)
5150        sqrts (SQRT)
5151    (simplify
5152     (coshs (atanhs:s @0))
5153     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5154     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
5156 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
5157 (simplify
5158  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
5159  (abs @0))
5161 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
5162 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5163  (simplify
5164   (fns (fns @0))
5165   (fns @0)))
5166 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
5167 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5168  (simplify
5169   (fns integer_valued_real_p@0)
5170   @0))
5172 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
5173 (simplify
5174  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
5175  (abs @0))
5177 /* pow(1,x) -> 1.  */
5178 (simplify
5179  (POW real_onep@0 @1)
5180  @0)
5182 (simplify
5183  /* copysign(x,x) -> x.  */
5184  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
5185  @0)
5187 (simplify
5188  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
5189  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
5190  (abs @0))
5192 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
5193  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
5194  (simplify
5195   (scale real_zerop@0 @1)
5196   @0)
5197  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
5198  (simplify
5199   (scale @0 integer_zerop@1)
5200   @0)
5201  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
5202  (simplify
5203   (scale REAL_CST@0 @1)
5204   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5205    @0)))
5207 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
5208    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
5210    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
5211    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
5212    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
5213    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
5215 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
5216  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
5217  (simplify
5218   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
5219    (SIN @0))
5221  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
5222  (simplify
5223   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
5224   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5225    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
5227  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
5228  (simplify
5229   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
5230    (TAN @0))
5232  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
5233  (simplify
5234   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
5235    (TANH @0))
5237  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
5238  (simplify
5239    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
5240    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
5242  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
5243  (simplify
5244   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
5245    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
5247  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
5248  (simplify
5249   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
5250   (if (! HONOR_NANS (@0)
5251        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5252    (COS @0)))
5254  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
5255  (simplify
5256   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
5257   (if (! HONOR_NANS (@0)
5258        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5259    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
5261  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
5262  (simplify
5263   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
5264    (POW @0 (plus @1 @2)))
5266  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
5267  (simplify
5268   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
5269    (POW (mult @0 @2) @1))
5271  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
5272  (simplify
5273   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
5274    (POWI (mult @0 @2) @1))
5276  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
5277  (simplify
5278   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
5279   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5280    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
5282  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
5283  (simplify
5284   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
5285    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
5287  (for sqrts (SQRT)
5288       cbrts (CBRT)
5289       pows (POW)
5290   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
5291   (simplify
5292    (sqrts (sqrts @0))
5293    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
5294   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5295   (simplify
5296    (sqrts (cbrts @0))
5297    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5298   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5299   (simplify
5300    (cbrts (sqrts @0))
5301    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5302   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
5303   (simplify
5304    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
5305    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
5306   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
5307   (simplify
5308    (sqrts (pows @0 @1))
5309    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5310   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
5311   (simplify
5312    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
5313    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5314   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
5315   (simplify
5316    (pows (sqrts @0) @1)
5317    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5318   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
5319   (simplify
5320    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
5321    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5322   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
5323   (simplify
5324    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
5325    (pows @0 (mult @1 @2))))
5327  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5328  (simplify
5329   (CABS (complex @0 @0))
5330   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5332  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5333  (simplify
5334   (HYPOT @0 @0)
5335   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5337  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
5338  (for cexps (CEXP)
5339       exps (EXP)
5340       cexpis (CEXPI)
5341   (simplify
5342    (cexps compositional_complex@0)
5343    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
5344     (complex
5345      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
5346      (mult @1 (imagpart @2)))))))
5348 (if (canonicalize_math_p ())
5349  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
5350  (for floors (FLOOR_ALL)
5351       truncs (TRUNC_ALL)
5352   (simplify
5353    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5354    (truncs @0))))
5356 (match double_value_p
5357  @0
5358  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
5359 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
5360             BUILT_IN_FLOORL
5361             BUILT_IN_CEILL
5362             BUILT_IN_ROUNDL
5363             BUILT_IN_NEARBYINTL
5364             BUILT_IN_RINTL)
5365      tos (BUILT_IN_TRUNC
5366           BUILT_IN_FLOOR
5367           BUILT_IN_CEIL
5368           BUILT_IN_ROUND
5369           BUILT_IN_NEARBYINT
5370           BUILT_IN_RINT)
5371  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
5372  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5373   (simplify
5374    (froms (convert double_value_p@0))
5375    (convert (tos @0)))))
5377 (match float_value_p
5378  @0
5379  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
5380 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
5381             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
5382             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
5383             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
5384             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
5385             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
5386      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
5387           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
5388           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
5389           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
5390           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
5391           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
5392  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
5393     if x is a float.  */
5394  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
5395       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
5396   (simplify
5397    (froms (convert float_value_p@0))
5398    (convert (tos @0)))))
5400 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
5401      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5402  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
5403  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5404   (simplify
5405    (froms (convert double_value_p@0))
5406    (tos @0))))
5408 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
5409             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5410      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
5411  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
5412     if x is a float.  */
5413  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5414   (simplify
5415    (froms (convert float_value_p@0))
5416    (tos @0))))
5418 (if (canonicalize_math_p ())
5419  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
5420  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
5421   (simplify
5422    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5423    (fix_trunc @0))))
5425 (if (canonicalize_math_p ())
5426  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5427  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
5428            ICEIL LCEIL LLCEIL
5429            IROUND LROUND LLROUND)
5430   (simplify
5431    (fns integer_valued_real_p@0)
5432    (fix_trunc @0)))
5433  (if (!flag_errno_math)
5434   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5435   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
5436    (simplify
5437     (rints integer_valued_real_p@0)
5438     (fix_trunc @0)))))
5440 (if (canonicalize_math_p ())
5441  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
5442       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
5443       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
5444   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
5445      sizeof (int) == sizeof (long).  */
5446   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
5447        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5448    (simplify
5449     (ifn @0)
5450     (lfn:long_integer_type_node @0)))
5451   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
5452      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
5453   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
5454        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5455    (simplify
5456     (llfn @0)
5457     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
5459 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
5460 (simplify
5461  (CPROJ @0)
5462  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
5463    @0))
5465 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
5466    nonnegative, return (inf + 0i).  */
5467 (simplify
5468  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
5469  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5470   { build_complex_inf (type, false); }))
5472 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
5473 (simplify
5474  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
5475  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5476   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
5478 (for pows (POW)
5479      sqrts (SQRT)
5480      cbrts (CBRT)
5481  (simplify
5482   (pows @0 REAL_CST@1)
5483   (with {
5484     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5485     REAL_VALUE_TYPE tmp;
5486    }
5487    (switch
5488     /* pow(x,0) -> 1.  */
5489     (if (real_equal (value, &dconst0))
5490      { build_real (type, dconst1); })
5491     /* pow(x,1) -> x.  */
5492     (if (real_equal (value, &dconst1))
5493      @0)
5494     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
5495     (if (real_equal (value, &dconstm1))
5496      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
5497     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
5498     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5499          && canonicalize_math_p ()
5500          && real_equal (value, &dconsthalf))
5501      (sqrts @0))
5502     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
5503     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5504          && canonicalize_math_p ()
5505          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
5506              real_equal (value, &tmp)))
5507      (cbrts @0))))))
5509 /* powi(1,x) -> 1.  */
5510 (simplify
5511  (POWI real_onep@0 @1)
5512  @0)
5514 (simplify
5515  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
5516  (switch
5517   /* powi(x,0) -> 1.  */
5518   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
5519    { build_real (type, dconst1); })
5520   /* powi(x,1) -> x.  */
5521   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
5522    @0)
5523   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
5524   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
5525    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
5527 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
5529    These are conceptually similar to the transformations performed for
5530    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
5531    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
5533 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
5534    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
5535    is the widest mode from all of these.  */
5536 (for op (plus minus mult rdiv)
5537  (simplify
5538    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
5539    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
5540       both operands are widening conversions from the same type as the outer
5541       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
5542       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
5543       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
5544    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5545         && op != MULT_EXPR
5546         && op != RDIV_EXPR
5547         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5548            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
5549         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5550         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5551         /* The precision of the type of each operand must match the
5552            precision of the mode of each operand, similarly for the
5553            result.  */
5554         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5555         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
5556         && type_has_mode_precision_p (type)
5557         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5558         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
5559         && types_match (@1, type)
5560         && (types_match (@1, @2)
5561             /* Or the second operand is const integer or converted const
5562                integer from valueize.  */
5563             || TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST))
5564      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
5565        (op @1 (convert @2))
5566        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5567         (convert (op (convert:utype @1)
5568                      (convert:utype @2)))))
5569      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
5570           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5571                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
5572       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
5573               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
5574               tree itype = TREE_TYPE (@0);
5575               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
5576               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
5577               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
5578         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
5579              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
5580          (with { tree newtype = type;
5581                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
5582                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
5583                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
5584                    newtype = dfloat32_type_node;
5585                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
5586                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
5587                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
5588                    newtype = dfloat64_type_node;
5589                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
5590                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
5591                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
5592                    newtype = dfloat128_type_node; }
5593           (if ((newtype == dfloat32_type_node
5594                 || newtype == dfloat64_type_node
5595                 || newtype == dfloat128_type_node)
5596               && newtype == type
5597               && types_match (newtype, type))
5598             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
5599             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
5600                       newtype = ty1;
5601                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
5602                       newtype = ty2; }
5603                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
5604                   change results through affecting double rounding
5605                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
5606                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
5607                   + (long double)double) converted to
5608                   (float)(double + double), the transformation is
5609                   unsafe regardless of the details of the types
5610                   involved; double rounding can arise if the result
5611                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
5612                   between two representable TYPE values but the
5613                   exact value is sufficiently different (in the
5614                   right direction) for this difference to be
5615                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
5616                   same as TYPE, however, the transformation may be
5617                   safe depending on the types involved: it is safe
5618                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
5619                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
5620                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
5621                   exponent range for the product or ratio of two
5622                   values representable in the TYPE to be within the
5623                   range of normal values of ITYPE.  */
5624               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
5625                    && (flag_unsafe_math_optimizations
5626                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
5627                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
5628                                                            TYPE_MODE (type))
5629                            && !excess_precision_type (newtype)))
5630                    && !types_match (itype, newtype))
5631                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
5632                                    (convert:newtype @2)))
5633          )))) )
5634    ))
5637 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
5638    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
5639    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
5640    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
5641    arithmetic operation.  */
5642 (for op (minus plus)
5643  (simplify
5644   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
5645   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5646        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5647           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
5648        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5649        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5650        /* The precision of the type of each operand must match the
5651           precision of the mode of each operand, similarly for the
5652           result.  */
5653        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5654        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5655        && type_has_mode_precision_p (type)
5656        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5657        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5658        && types_match (@0, @1)
5659        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
5660            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5661        && (wi::to_wide (@4)
5662            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
5663                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
5664    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
5665     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
5666      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
5667     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5668      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
5669                (convert:utype @4))))))))
5671 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
5672    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
5673 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
5674      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
5675      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
5676  (simplify
5677   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
5678   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5679        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
5680    (op @0 (ext @1 @2)))))
5682 (simplify
5683  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
5684  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
5685  { integer_zero_node; })
5687 (simplify
5688  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
5689  (SIGNBIT @0)
5690  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
5691   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
5693 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
5694 (for cmp (eq ne)
5695  (for op (plus minus)
5696       rop (minus plus)
5697   (simplify
5698    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5699    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5700         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
5701         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
5702         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
5703     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5704      (if (TREE_OVERFLOW (res)
5705           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5706       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5707       (if (single_use (@3))
5708        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
5709                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
5710 (for cmp (lt le gt ge)
5711  (for op (plus minus)
5712       rop (minus plus)
5713   (simplify
5714    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5715    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5716         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5717     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5718      (if (TREE_OVERFLOW (res))
5719       {
5720         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5721                                 "when simplifying conditional to constant"),
5722                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
5723         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
5724         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
5725         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
5726                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
5727                         != (op == MINUS_EXPR);
5728         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
5729       }
5730       (if (single_use (@3))
5731        (with
5732         {
5733           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5734                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
5735                                   "X cmp C2 -+ C1"),
5736                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
5737         }
5738         (cmp @0 { res; })))))))))
5740 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
5742 (simplify
5743  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
5744  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
5746 (simplify
5747  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
5748  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
5750 (simplify
5751  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
5752  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
5753   (view_convert @0)))
5755 (simplify
5756  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
5757  (switch
5758   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
5759        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5760    (switch
5761     (if (integer_zerop (@2))
5762      (view_convert (realpart @0)))
5763     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5764      (view_convert (imagpart @0)))))
5765   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5766        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
5767        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
5768        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
5769        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
5770        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
5771             && integer_zerop (@2))
5772            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
5773               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
5774            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
5775                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
5776                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
5777                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
5778                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
5779                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5780                                             - TYPE_PRECISION (type))
5781                                          : 0)) == 0)))
5782    (convert @0))))
5784 /* Simplify vector extracts.  */
5786 (simplify
5787  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
5788  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5789       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5790           || (VECTOR_TYPE_P (type)
5791               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
5792   (with
5793    {
5794      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
5795                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
5796      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
5797      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
5798      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
5799      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
5800    }
5801    (if (n != 0
5802         && (idx % width) == 0
5803         && (n % width) == 0
5804         && known_le ((idx + n) / width,
5805                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
5806     (with
5807      {
5808        idx = idx / width;
5809        n = n / width;
5810        /* Constructor elements can be subvectors.  */
5811        poly_uint64 k = 1;
5812        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
5813          {
5814            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
5815            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
5816              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
5817          }
5818        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
5819      }
5820      (switch
5821       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
5822       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
5823        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
5824         { build_constructor (type, NULL); }
5825         (if (count == 1)
5826          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
5827           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
5828           { build_zero_cst (type); })
5829          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
5830             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
5831             uniform.  */
5832          (if (single_use (@0))
5833           {
5834             vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
5835             vec_alloc (vals, count);
5836             for (unsigned i = 0;
5837                  i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
5838               CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
5839                                       CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
5840             build_constructor (type, vals);
5841           }))))
5842       /* The bitfield references a single constructor element.  */
5843       (if (k.is_constant (&const_k)
5844            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
5845        (switch
5846         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
5847          { build_zero_cst (type); })
5848         (if (n == const_k)
5849          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
5850         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
5851                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
5853 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
5854    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
5855    not touching the extraction.  */
5856 (simplify
5857  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
5858  (with
5859   {
5860     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
5861     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5862       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
5863     else
5864       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
5865   }
5866   (switch
5867    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
5868         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
5869                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
5870     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
5871                                                  wi::to_wide (@rpos)
5872                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
5873    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
5874                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
5875         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
5876                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
5877     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
5879 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5880  (for fmas (FMA)
5881   (simplify
5882    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
5883    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5884   (simplify
5885    (fmas @0 @1 (negate @2))
5886    (IFN_FMS @0 @1 @2))
5887   (simplify
5888    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
5889    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5890   (simplify
5891    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
5892    (if (single_use (@3))
5893     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
5895  (simplify
5896   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
5897   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5898  (simplify
5899   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
5900   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5901  (simplify
5902   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
5903   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5904  (simplify
5905   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
5906    (if (single_use (@3))
5907     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
5909  (simplify
5910   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
5911   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5912  (simplify
5913   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
5914   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5915  (simplify
5916   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
5917   (IFN_FMS @0 @1 @2))
5918  (simplify
5919   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
5920   (if (single_use (@3))
5921    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
5923  (simplify
5924   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
5925   (IFN_FMS @0 @1 @2))
5926  (simplify
5927   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
5928   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5929  (simplify
5930   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
5931   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5932  (simplify
5933   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
5934   (if (single_use (@3))
5935    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
5937 /* POPCOUNT simplifications.  */
5938 (for popcount (BUILT_IN_POPCOUNT BUILT_IN_POPCOUNTL BUILT_IN_POPCOUNTLL
5939                BUILT_IN_POPCOUNTIMAX)
5940   /* popcount(X&1) is nop_expr(X&1).  */
5941   (simplify
5942     (popcount @0)
5943     (if (tree_nonzero_bits (@0) == 1)
5944       (convert @0)))
5945   /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
5946   (simplify
5947     (plus (popcount:s @0) (popcount:s @1))
5948     (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
5949       (popcount (bit_ior @0 @1))))
5950   /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
5951   (for cmp (le eq ne gt)
5952        rep (eq eq ne ne)
5953     (simplify
5954       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
5955       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5957 #if GIMPLE
5958 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
5960    int popcount64c (uint64_t x)
5961    {
5962      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
5963      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
5964      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
5965      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
5966    }
5968    int popcount32c (uint32_t x)
5969    {
5970      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
5971      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
5972      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
5973      return (x * 0x01010101) >> 24;
5974    }  */
5975 (simplify
5976  (rshift
5977   (mult
5978    (bit_and
5979     (plus:c
5980      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
5981       (plus:c@8
5982        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
5983         (bit_and
5984          (rshift
5985           (minus@6 @0
5986            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
5987           INTEGER_CST@10)
5988          INTEGER_CST@9)))
5989     INTEGER_CST@3)
5990    INTEGER_CST@2)
5991   INTEGER_CST@1)
5992   /* Check constants and optab.  */
5993   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
5994           int shift = (64 - prec) & 63;
5995           unsigned HOST_WIDE_INT c1
5996             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
5997           unsigned HOST_WIDE_INT c2
5998             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
5999           unsigned HOST_WIDE_INT c3
6000             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
6001           unsigned HOST_WIDE_INT c4
6002             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
6003    }
6004    (if (prec >= 16
6005         && prec <= 64
6006         && pow2p_hwi (prec)
6007         && TYPE_UNSIGNED (type)
6008         && integer_onep (@4)
6009         && wi::to_widest (@10) == 2
6010         && wi::to_widest (@5) == 4
6011         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
6012         && tree_to_uhwi (@2) == c1
6013         && tree_to_uhwi (@3) == c2
6014         && tree_to_uhwi (@9) == c3
6015         && tree_to_uhwi (@7) == c3
6016         && tree_to_uhwi (@11) == c4
6017         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
6018                                            OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6019     (convert (IFN_POPCOUNT:type @0)))))
6021 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
6022    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
6023    should lead to better code.  */
6024 (simplify
6025  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
6026  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6027       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
6028                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
6029   (plus (CTZ:type @0) { build_one_cst (type); })))
6030 #endif
6032 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
6033           BUILT_IN_FFSIMAX)
6034  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
6035     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
6036  (for cmp (eq ne)
6037   (simplify
6038    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6039     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6040      (switch
6041       (if (integer_zerop (@1))
6042        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6043       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
6044        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
6045       (if (single_use (@2))
6046        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6047                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6048                                                       false, prec)); })
6049             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6050                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
6051                                                   false, prec)); }))))))
6053  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
6054  (for cmp (gt le)
6055       cmp2 (ne eq)
6056       cmp3 (eq ne)
6057       bit_op (bit_and bit_ior)
6058   (simplify
6059    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6060     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6061      (switch
6062       (if (integer_zerop (@1))
6063        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6064       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
6065        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
6066       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
6067        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
6068       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
6069        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6070                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
6071                                                       false, prec)); }))
6072       (if (single_use (@2))
6073        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
6074                (cmp3 (bit_and @0
6075                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6076                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6077                                                   false, prec)); })
6078                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
6080 /* Simplify:
6082      a = a1 op a2
6083      r = c ? a : b;
6085    to:
6087      r = c ? a1 op a2 : b;
6089    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
6090    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
6091    simplification if the result of the operation isn't needed.
6093    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
6094    on targets that might not support them.  Any target implementing
6095    conditional internal functions must support the same comparisons
6096    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
6098 #if GIMPLE
6099 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
6100      cond_op (COND_BINARY)
6101  (simplify
6102   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
6103   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6104    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6105         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6106     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
6107  (simplify
6108   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
6109   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6110    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6111         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6112     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
6114 /* Same for ternary operations.  */
6115 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
6116      cond_op (COND_TERNARY)
6117  (simplify
6118   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
6119   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6120    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6121         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6122     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
6123  (simplify
6124   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
6125   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6126    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6127         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6128     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
6129                   (view_convert:op_type @1)))))))
6130 #endif
6132 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
6133    "else" value of an IFN_COND_*.  */
6134 (for cond_op (COND_BINARY)
6135  (simplify
6136   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
6137   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
6138    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6139     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
6140  (simplify
6141   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
6142   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6143    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6144         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6145     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
6147 /* Same for ternary operations.  */
6148 (for cond_op (COND_TERNARY)
6149  (simplify
6150   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
6151   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6152    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6153     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
6154  (simplify
6155   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
6156   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
6157    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6158         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6159     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
6161 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
6162    expressions like:
6164    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
6165    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
6167    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
6168    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
6169    bytes.  A is more efficiently tested as:
6171    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
6173    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
6175    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
6177    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
6179    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
6180    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
6182    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
6183    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
6184    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
6185    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
6186    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
6187    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
6188    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
6189    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
6190    pointer_pluses dead.  */
6191 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
6192  (for cmp (le lt)
6193   (simplify
6194    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
6195         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
6196    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
6197         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
6198         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
6199     /* Calculate the rhs constant.  */
6200     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
6201             offset_int rhs = off * 2; }
6202      /* Always fails for negative values.  */
6203      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
6204       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
6205          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
6206          same pointer_plus in multiple checks.  */
6207       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
6208               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
6209        (if (cmp == LT_EXPR)
6210         (gt (convert:sizetype
6211              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
6212                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
6213             { rhs_tree; })
6214         (gt (convert:sizetype
6215              (pointer_diff:ssizetype
6216               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
6217                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
6218               { swap_p ? @0 : @2; }))
6219             { rhs_tree; })))))))))
6221 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
6222    element of @1.  */
6223 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
6224  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
6225   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
6226    (if (i >= 0)
6227     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
6228             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
6229             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
6230             tree size = bitsize_int (elt_bits);
6231             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
6232      (view_convert
6233       (bit_and:elt_type
6234        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
6235        { elt; })))))))
6237 (simplify
6238  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
6239  (with
6240   {
6241     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
6243     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
6244     vec_perm_builder builder;
6245     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
6246       return NULL_TREE;
6248     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
6249     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
6250     bool single_arg = (op0 == op1);
6251     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
6252   }
6253   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
6254    { op0; }
6255    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
6256     { op1; }
6257     (with
6258      {
6259        if (!single_arg)
6260          {
6261            if (sel.all_from_input_p (0))
6262              op1 = op0;
6263            else if (sel.all_from_input_p (1))
6264              {
6265                op0 = op1;
6266                sel.rotate_inputs (1);
6267              }
6268            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
6269              {
6270                std::swap (op0, op1);
6271                sel.rotate_inputs (1);
6272              }
6273          }
6274        gassign *def;
6275        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
6276        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
6277            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
6278            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6279          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
6280        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
6281            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
6282            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6283          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
6285        tree t;
6286     }
6287     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6288           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
6289          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6290              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
6291          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
6292      { t; }
6293      (with
6294       {
6295         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
6296         tree ins = NULL_TREE;
6297         unsigned at = 0;
6299         /* See if the permutation is performing a single element
6300            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
6301            in that case.  But only if the vector mode is supported,
6302            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
6303         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
6304             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6305                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
6306                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6307                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
6308           {
6309             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
6310             if (insert_first_p)
6311               {
6312                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
6313                    first vector we only can insert the first elt from
6314                    the first vector.  */
6315                 at = 0;
6316                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
6317                   op0 = op1;
6318               }
6319             /* The above can fail for two-element vectors which always
6320                appear to insert the first element, so try inserting
6321                into the second lane as well.  For more than two
6322                elements that's wasted time.  */
6323             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
6324               {
6325                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
6326                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
6327                   if (maybe_ne (sel[at], at))
6328                     break;
6329                 if (at < encoded_nelts
6330                     && (known_eq (at + 1, nelts)
6331                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
6332                   {
6333                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
6334                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
6335                     else
6336                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
6337                   }
6338               }
6339           }
6341         /* Generate a canonical form of the selector.  */
6342         if (!ins && sel.encoding () != builder)
6343           {
6344             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
6345                argument permutation while still allowing an equivalent
6346                2-argument version.  */
6347             tree oldop2 = op2;
6348             if (sel.ninputs () == 2
6349                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
6350               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6351             else
6352               {
6353                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
6354                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
6355                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
6356                 else
6357                   /* Not directly supported with either encoding,
6358                      so use the preferred form.  */
6359                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6360               }
6361             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
6362               changed = true;
6363           }
6364       }
6365       (if (ins)
6366        (bit_insert { op0; } { ins; }
6367          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
6368        (if (changed)
6369         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
6371 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
6373 (match vec_same_elem_p
6374  @0
6375  (if (uniform_vector_p (@0))))
6377 (match vec_same_elem_p
6378  (vec_duplicate @0))
6380 (simplify
6381  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
6382  @0)
6384 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
6385    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
6386    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
6387    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
6388    to the number of trailing zeroes.  */
6389 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
6390   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))