match.pd ((X / Y) == 0 -> X < Y): New pattern.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob43ab226a705ad17bf04c37cc9c9ee5578b2341a1
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) 2014-2017 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    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    tree_expr_nonzero_p
35    integer_valued_real_p
36    integer_pow2p
37    HONOR_NANS)
39 /* Operator lists.  */
40 (define_operator_list tcc_comparison
41   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
42 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
43   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
44 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
45   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
46 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
47   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
48 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
49 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
51 #include "cfn-operators.pd"
53 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
54    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
55    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
57    Also define operand lists:
59      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
60      X<FN> for all double functions, in the same order
61      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
62 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
63   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
64                                  BUILT_IN_L##FN##F \
65                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
66   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
67                               BUILT_IN_L##FN \
68                               BUILT_IN_LL##FN) \
69   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
70                                  BUILT_IN_L##FN##L \
71                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
77     
78 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
79    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
80 (match (nop_convert @0)
81  (convert @0)
82  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
83 (match (nop_convert @0)
84  (view_convert @0)
85  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
86       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
87       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
88 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
89 (match (nop_convert @0)
90  @0) 
92 /* Simplifications of operations with one constant operand and
93    simplifications to constants or single values.  */
95 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
96   (simplify
97     (op @0 integer_zerop)
98     (non_lvalue @0)))
100 /* 0 +p index -> (type)index */
101 (simplify
102  (pointer_plus integer_zerop @1)
103  (non_lvalue (convert @1)))
105 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
106    Likewise if the operands are reversed.  */
107 (simplify
108  (plus:c @0 real_zerop@1)
109  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
110   (non_lvalue @0)))
112 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
113 (simplify
114  (minus @0 real_zerop@1)
115  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
116   (non_lvalue @0)))
118 /* Simplify x - x.
119    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
120    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
121    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
122    is volatile.  */
123 (simplify
124  (minus @0 @0)
125  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
126   { build_zero_cst (type); }))
128 (simplify
129  (mult @0 integer_zerop@1)
130  @1)
132 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
133    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
134    same in modes with signed zeros, since multiplying a
135    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
136 (simplify
137  (mult @0 real_zerop@1)
138  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
139   @1))
141 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
142    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
143 (simplify
144  (mult @0 real_onep)
145  (if (!HONOR_SNANS (type)
146       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
147           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
148   (non_lvalue @0)))
150 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
151 (simplify
152  (mult @0 real_minus_onep)
153   (if (!HONOR_SNANS (type)
154        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
155            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
156    (negate @0)))
158 (for cmp (gt ge lt le)
159      outp (convert convert negate negate)
160      outn (negate negate convert convert)
161  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
162  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
163  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
164  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
165  (simplify
166   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
167   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
168        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
169    (switch
170     (if (types_match (type, float_type_node))
171      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
172     (if (types_match (type, double_type_node))
173      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
174     (if (types_match (type, long_double_type_node))
175      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
176  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
177  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
178  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
179  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
180  (simplify
181   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
182   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
183        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
184    (switch
185     (if (types_match (type, float_type_node))
186      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
187     (if (types_match (type, double_type_node))
188      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
189     (if (types_match (type, long_double_type_node))
190      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
192 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
193 (simplify
194  (mult:c @0 (COPYSIGN real_onep @0))
195  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
196   (abs @0)))
198 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
199 (simplify
200  (mult:c @0 (COPYSIGN real_onep (negate @0)))
201  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
202   (negate (abs @0))))
204 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
205 (simplify
206  (COPYSIGN REAL_CST@0 @1)
207  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
208   (COPYSIGN (negate @0) @1)))
210 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
211 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
212   (simplify
213     (op @0 integer_onep)
214     (non_lvalue @0)))
216 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
217    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
218    toward zero.
219    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
220 (simplify
221  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
222  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
223       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
224           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
225           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
226   (rshift @0 @2)))
228 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
229    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
230    traps enables better optimizations than these anyway.  */
231 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
232  /* 0 / X is always zero.  */
233  (simplify
234   (div integer_zerop@0 @1)
235   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
236   (if (!integer_zerop (@1))
237    @0))
238   /* X / -1 is -X.  */
239  (simplify
240    (div @0 integer_minus_onep@1)
241    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
242     (negate @0)))
243  /* X / X is one.  */
244  (simplify
245   (div @0 @0)
246   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
247      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
248   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
249    { build_one_cst (type); }))
250  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */ 
251  (simplify
252    (div:C @0 (abs @0))
253    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
254         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
255     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
256           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
257  /* X / -X is -1.  */
258  (simplify
259    (div:C @0 (negate @0))
260    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
261         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
262     { build_minus_one_cst (type); })))
264 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
265    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
266 (simplify
267  (floor_div @0 @1)
268  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
269       && TYPE_UNSIGNED (type))
270   (trunc_div @0 @1)))
272 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
273    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
274 (for div (trunc_div exact_div)
275  (simplify
276   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
277   (with {
278     bool overflow_p;
279     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
280    }
281    (if (!overflow_p)
282     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
283     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
284          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
285      { build_zero_cst (type); })))))
287 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
288    overflow is different.  */
289 (simplify
290  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
291  (with {
292    bool overflow_p;
293    wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
294   }
295   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
296      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
297   (if (!overflow_p || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
298    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
300 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
301    NaNs or Infinities.  */
302 (simplify
303  (rdiv @0 @0)
304  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
305       && ! HONOR_NANS (type)
306       && ! HONOR_INFINITIES (type))
307   { build_one_cst (type); }))
309 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
310    NaNs or Infinities.  */
311 (simplify
312  (rdiv:C @0 (negate @0))
313  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
314       && ! HONOR_NANS (type)
315       && ! HONOR_INFINITIES (type))
316   { build_minus_one_cst (type); }))
318 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
319 (simplify
320  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
321   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
322        && ! HONOR_NANS (type)
323        && ! HONOR_INFINITIES (type))
324    (switch
325     (if (types_match (type, float_type_node))
326      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
327     (if (types_match (type, double_type_node))
328      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
329     (if (types_match (type, long_double_type_node))
330      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
332 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
333 (simplify
334  (rdiv @0 real_onep)
335  (if (!HONOR_SNANS (type))
336   (non_lvalue @0)))
338 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
339 (simplify
340  (rdiv @0 real_minus_onep)
341  (if (!HONOR_SNANS (type))
342   (negate @0)))
344 (if (flag_reciprocal_math)
345  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C)  */
346  (simplify
347   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
348    (rdiv @0 (mult @1 @2)))
350  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
351  (simplify
352   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
353    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
355 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
356 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
357  (simplify
358   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
359   (if (integer_pow2p (@2)
360        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
361        && wi::add (@2, @1) == 0
362        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
363    (rshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node,
364                                          wi::exact_log2 (@2)); }))))
366 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
367    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
368    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
369    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
370    tell if it is or not in a portable manner.  */
371 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
372  (simplify
373   (rdiv @0 cst@1)
374   (if (optimize)
375    (if (flag_reciprocal_math
376         && !real_zerop (@1))
377     (with
378      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
379      (if (tem)
380       (mult @0 { tem; } )))
381     (if (cst != COMPLEX_CST)
382      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
383       (if (inverse)
384        (mult @0 { inverse; } ))))))))
386 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
387  /* 0 % X is always zero.  */
388  (simplify
389   (mod integer_zerop@0 @1)
390   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
391   (if (!integer_zerop (@1))
392    @0))
393  /* X % 1 is always zero.  */
394  (simplify
395   (mod @0 integer_onep)
396   { build_zero_cst (type); })
397  /* X % -1 is zero.  */
398  (simplify
399   (mod @0 integer_minus_onep@1)
400   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
401    { build_zero_cst (type); }))
402  /* X % X is zero.  */
403  (simplify
404   (mod @0 @0)
405   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
406   (if (!integer_zerop (@0))
407    { build_zero_cst (type); }))
408  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
409  (simplify
410   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
411   @2)
412  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
413  (simplify
414   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
415   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
416        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
417        && wi::multiple_of_p (@1, @2, TYPE_SIGN (type)))
418    { build_zero_cst (type); })))
420 /* X % -C is the same as X % C.  */
421 (simplify
422  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
423   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
424        && !TREE_OVERFLOW (@1)
425        && wi::neg_p (@1)
426        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
427        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
428        && !sign_bit_p (@1, @1))
429    (trunc_mod @0 (negate @1))))
431 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
432 (simplify
433  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
434  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
435       && !TYPE_UNSIGNED (type)
436       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
437       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
438       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
439          Y might be -1, because we would then change valid
440          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
441       && (expr_not_equal_to (@0, TYPE_MIN_VALUE (type))
442           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
443                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
444   (trunc_mod @0 (convert @1))))
446 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
447 (simplify
448  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
449  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
450   (convert (trunc_mod @0 @1))))
452 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
453    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
454    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
455    to A & ((C << N) - 1).  */
456 (match (power_of_two_cand @1)
457  INTEGER_CST@1)
458 (match (power_of_two_cand @1)
459  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
460 (for mod (trunc_mod floor_mod)
461  (simplify
462   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
463   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
464         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
465         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
466         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
467    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
469 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
470 (simplify
471  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
472  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
473   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
474                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type) - wi::exact_log2 (@1),
475                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
477 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
478 (simplify
479  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
480  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
481   (bit_and @0 (negate @1))))
483 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
484 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
485  (simplify
486   (div (mult @0 @1) @1)
487   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
488        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
489    @0)))
491 (for op (negate abs)
492  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
493  (for coss (COS COSH)
494   (simplify
495    (coss (op @0))
496     (coss @0)))
497  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
498  (for pows (POW)
499   (simplify
500    (pows (op @0) REAL_CST@1)
501    (with { HOST_WIDE_INT n; }
502     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
503      (pows @0 @1)))))
504  /* Likewise for powi.  */
505  (for pows (POWI)
506   (simplify
507    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
508    (if (wi::bit_and (@1, 1) == 0)
509     (pows @0 @1))))
510  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
511  (for hypots (HYPOT)
512   (simplify
513    (hypots (op @0) @1)
514    (hypots @0 @1))
515   (simplify
516    (hypots @0 (op @1))
517    (hypots @0 @1)))
518  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
519  (for copysigns (COPYSIGN)
520   (simplify
521    (copysigns (op @0) @1)
522    (copysigns @0 @1))))
524 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
525 (simplify
526  (mult (abs@1 @0) @1)
527  (mult @0 @0))
529 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
530 (for coss (COS COSH)
531      copysigns (COPYSIGN)
532  (simplify
533   (coss (copysigns @0 @1))
534    (coss @0)))
536 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
537 (for pows (POW)
538      copysigns (COPYSIGN)
539  (simplify
540   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
541   (with { HOST_WIDE_INT n; }
542    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
543     (pows @0 @1)))))
544 /* Likewise for powi.  */
545 (for pows (POWI)
546      copysigns (COPYSIGN)
547  (simplify
548   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
549   (if (wi::bit_and (@1, 1) == 0)
550    (pows @0 @1))))
552 (for hypots (HYPOT)
553      copysigns (COPYSIGN)
554  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
555  (simplify
556   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
557   (hypots @0 @2))
558  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
559  (simplify
560   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
561   (hypots @0 @1)))
563 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
564 (for copysigns (COPYSIGN)
565  (simplify
566   (copysigns @0 REAL_CST@1)
567   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
568    (negate (abs @0))
569    (abs @0))))
571 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
572 (for copysigns (COPYSIGN)
573  (simplify
574   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
575   (copysigns @0 @2)))
577 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
578 (for copysigns (COPYSIGN)
579  (simplify
580   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
581   (mult @0 @0)))
583 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
584 (for ccoss (CCOS CCOSH)
585  (simplify
586   (ccoss (negate @0))
587    (ccoss @0)))
589 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
590 (for ops (conj negate)
591  (for cabss (CABS)
592   (simplify
593    (cabss (ops @0))
594    (cabss @0))))
596 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
597 (simplify
598  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
599   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
600        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
601    (lshift @0 @2)))
603 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
604 (simplify
605  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
606   (if (flag_associative_math
607        && single_use (@3))
608    (with
609     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
610     (if (tem)
611      (rdiv { tem; } @1)))))
613 /* Convert C1/(X*C2) into (C1/C2)/X  */
614 (simplify
615  (rdiv REAL_CST@0 (mult @1 REAL_CST@2))
616   (if (flag_reciprocal_math)
617    (with
618     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @0, @2); }
619     (if (tem)
620      (rdiv { tem; } @1)))))
622 /* Simplify ~X & X as zero.  */
623 (simplify
624  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
625   { build_zero_cst (type); })
627 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
628 (simplify
629   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
630   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
631     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
633 (for bitop (bit_and bit_ior)
634      cmp (eq ne)
635  /* PR35691: Transform
636     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
637     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
638  (simplify
639   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
640    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
641         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
642         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
643     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
644  /* Transform:
645     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
646     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
647  (simplify
648   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
649    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
650         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
651         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
652     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
654 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
655 (simplify
656  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
657   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
658 (simplify
659  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
660  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
661   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
663 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
664 (simplify
665  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
666   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
668 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
669 (for op (bit_ior bit_xor plus)
670  (simplify
671   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
672    (bit_xor @0 @1))
673  (simplify
674   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
675   (if (wi::bit_not (@2) == @1)
676    (bit_xor @0 @1))))
678 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
679 (simplify
680   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
681   (bit_ior @0 @1))
683 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
684 #if GIMPLE
685 (simplify
686  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
687  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
688       && (get_nonzero_bits (@0) & wi::bit_not (@1)) == 0)
689   (bit_xor @0 @1)))
690 #endif
692 /* X % Y is smaller than Y.  */
693 (for cmp (lt ge)
694  (simplify
695   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
696   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
697    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
698 (for cmp (gt le)
699  (simplify
700   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
701   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
702    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
704 /* x | ~0 -> ~0  */
705 (simplify
706  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
707  @1)
709 /* x | 0 -> x  */
710 (simplify
711  (bit_ior @0 integer_zerop)
712  @0)
714 /* x & 0 -> 0  */
715 (simplify
716  (bit_and @0 integer_zerop@1)
717  @1)
719 /* ~x | x -> -1 */
720 /* ~x ^ x -> -1 */
721 /* ~x + x -> -1 */
722 (for op (bit_ior bit_xor plus)
723  (simplify
724   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
725   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
727 /* x ^ x -> 0 */
728 (simplify
729   (bit_xor @0 @0)
730   { build_zero_cst (type); })
732 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
733 (simplify
734   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
735   (bit_not @0))
737 /* x & ~0 -> x  */
738 (simplify
739  (bit_and @0 integer_all_onesp)
740   (non_lvalue @0))
742 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
743 (for bitop (bit_and bit_ior)
744  (simplify
745   (bitop @0 @0)
746   (non_lvalue @0)))
748 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
749 #if GIMPLE
750 (simplify
751  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
752  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
753       && (get_nonzero_bits (@0) & wi::bit_not (@1)) == 0)
754   @0))
755 #endif
757 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
758 (simplify
759  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
760  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
762 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
763 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
764 (for bitop (bit_and bit_ior)
765  (simplify
766   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
767   (bitop @0 (bit_not @1))))
769 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
770 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
771 (for bitop (bit_and bit_ior)
772      rbitop (bit_ior bit_and)
773  (simplify
774   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
775   (bitop @1 @2)))
777 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
778 (simplify
779  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
780  (bit_xor @0 @1))
782 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
783 (simplify
784  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
785  (bit_and @0 @1))
787 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
788 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
789 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
790 (for op (plus bit_ior bit_xor)
791  (simplify
792   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
793   (bit_ior @0 @1)))
795 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
796 (simplify
797  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
798  (plus @0 @1))
800 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
801 (simplify
802  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
803  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
804       && !TYPE_SATURATING (type))
805   (bit_and @0 @1)))
807 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
808 (simplify
809  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
810  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
811       && !TYPE_SATURATING (type))
812   (bit_ior @0 @1)))
814 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
815 (simplify
816  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
817  (bit_and @0 @1))
819 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
820 (simplify
821  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
822  (bit_xor @0 @1))
824 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
825 (simplify
826  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
827  (bit_xor @0 @1))
829 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
830 (simplify
831  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
832  (bit_and @0 @1))
834 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
835    ~x | ~y -> ~(x & y) */
836 (for op (bit_and bit_ior)
837      rop (bit_ior bit_and)
838  (simplify
839   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
840   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
841        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
842    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
844 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
845    with a constant, and the two constants have no bits in common,
846    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
847    simplifications.  */
848 (for op (bit_xor plus)
849  (simplify
850   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
851       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
852   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
853        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
854        && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
855    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
857 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
858 (simplify
859  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
860  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
861   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
863 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
864 (simplify
865  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
866  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
867       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
868   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
870 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
871 (simplify
872  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
873  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
874   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
876 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
877 (for opo (bit_and bit_xor)
878      opi (bit_xor bit_and)
879  (simplify
880   (opo:c (opi:c @0 @1) @1) 
881   (bit_and (bit_not @0) @1)))
883 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
884    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
885    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
886    constants are involved.  For example, convert
887      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
888    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
889 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
890      rop (bit_ior bit_and bit_and)
891  (simplify
892   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
893   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
894        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
895    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
897 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
898 /* (X & Y) & Y -> X & Y
899    (X | Y) | Y -> X | Y  */
900 (for op (bit_and bit_ior)
901  (simplify
902   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
903   @2))
904 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
905 (simplify
906  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
907  (convert @0))
908 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
909    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
910 (for op (bit_and bit_ior)
911  (simplify
912   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
913   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
914        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
915    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
916     (op @3 (convert @2))
917     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
918      (op (convert @1) @5))))))
919 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
920 (simplify
921  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
922  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
923       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
924   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
926 (simplify
927  (abs (abs@1 @0))
928  @1)
929 (simplify
930  (abs (negate @0))
931  (abs @0))
932 (simplify
933  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
934  @0)
936 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
937 (match negate_expr_p
938  INTEGER_CST
939  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
940        && TYPE_UNSIGNED (type))
941       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
942           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
943 (match negate_expr_p
944  FIXED_CST)
945 (match negate_expr_p
946  (negate @0)
947  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
948 (match negate_expr_p
949  REAL_CST
950  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
951 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
952    ways.  */
953 (match negate_expr_p
954  VECTOR_CST
955  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
957 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
958 (simplify
959  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
960   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
961        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
962    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
964 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
965 (simplify
966  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
967  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
968       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
969   (minus (negate @1) @0)))
971 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
972 (simplify
973  (minus @0 negate_expr_p@1)
974  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
975  (plus @0 (negate @1))))
977 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
978    when profitable.
979    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
980    binary operation result instead of to the operands.  This allows
981    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
982    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
983 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
984  (simplify
985   (bitop (convert @0) (convert? @1))
986   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
987          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
988          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
989         || types_match (@0, @1))
990        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
991           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
992           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
993           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
994           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
995        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
996        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
997               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
998            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
999            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1000               mode.  */
1001            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1002            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1003               of its mode.  */
1004            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1005    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1007 (for bitop (bit_and bit_ior)
1008      rbitop (bit_ior bit_and)
1009   /* (x | y) & x -> x */
1010   /* (x & y) | x -> x */
1011  (simplify
1012   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1013   @0)
1014  /* (~x | y) & x -> x & y */
1015  /* (~x & y) | x -> x | y */
1016  (simplify
1017   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1018   (bitop @0 @1)))
1020 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1021 (simplify
1022   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1023   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1025 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1026 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1027  (simplify
1028   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1029   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
1031 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1032    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1033 (match truth_valued_p
1034  @0
1035  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1036 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1037  (match truth_valued_p
1038   (op @0 @1)))
1039 (match truth_valued_p
1040   (truth_not @0))
1042 (match (logical_inverted_value @0)
1043  (truth_not @0))
1044 (match (logical_inverted_value @0)
1045  (bit_not truth_valued_p@0))
1046 (match (logical_inverted_value @0)
1047  (eq @0 integer_zerop))
1048 (match (logical_inverted_value @0)
1049  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1050 (match (logical_inverted_value @0)
1051  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1053 /* X & !X -> 0.  */
1054 (simplify
1055  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1056  { build_zero_cst (type); })
1057 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1058 (for op (bit_ior bit_xor)
1059  (simplify
1060   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1061   { constant_boolean_node (true, type); }))
1062 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1063 (for op (eq ne)
1064  (simplify
1065   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1066   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1068 /* ~~x -> x */
1069 (simplify
1070   (bit_not (bit_not @0))
1071   @0)
1073 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1074 (simplify
1075  (bit_not (convert? (negate @0)))
1076  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1077       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1078   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1080 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1081 (simplify
1082  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1083  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1084       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1085   (convert (negate @0))))
1086 (simplify
1087  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1088  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1089       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1090   (convert (negate @0))))
1092 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1093 (simplify
1094  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1095  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1096   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1097 (simplify
1098  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1099  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1100   (convert (bit_xor @0 @1))))
1102 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1103 (simplify
1104  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1105  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1107 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1108 (simplify
1109  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1110  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1111       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1112   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1114 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1115 (for cmp (gt lt ge le)
1116 (simplify
1117  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1118   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1120 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1121    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1122 (for cmp (eq ne)
1123  (simplify
1124   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1125   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1126        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1127        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1128    (cmp @0 @2))))
1130 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1131    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1132 (for cmp (eq ne)
1133  (simplify
1134   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1135   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1136        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1137        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1138    (cmp @0 @2))))
1140 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1141    x * C RELOP y * C into:
1143    x RELOP y for nonnegative C
1144    y RELOP x for negative C  */
1145 (for cmp (lt gt le ge)
1146  (simplify
1147   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1148   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1149        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1150    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1151     (cmp @0 @2)
1152    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1153         && wi::neg_p (@1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1154     (cmp @2 @0))))))
1156 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1157 (for cmp (le gt)
1158      icmp (gt le)
1159  (simplify
1160   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1161    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1162         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1163         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1164         && wi::eq_p (@2, wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
1165                                         SIGNED) - 1))
1166     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1167      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1169 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1170 (for cmp (simple_comparison)
1171  (simplify
1172   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1173   (if (wi::gt_p(@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1174    (cmp @0 @1))))
1176 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1177 (for cmp (simple_comparison)
1178  (simplify
1179   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1180   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1181        && integer_nonzerop (@1)
1182        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1183        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1184    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1185            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1186                                                    &neg_overflow); }
1187     (switch
1188      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1189        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1190         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1191         (if (code == LT_EXPR)
1192          (lt @0 { lo; })
1193          (ge @0 { lo; }))))
1194      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1195        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1196         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1197         (if (code == LE_EXPR)
1198          (le @0 { hi; })
1199          (gt @0 { hi; }))))
1200      (if (!lo && !hi)
1201       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1202      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1203       (ge @0 { lo; }))
1204      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1205       (le @0 { hi; }))
1206      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1207       (lt @0 { lo; }))
1208      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1209       (gt @0 { hi; }))
1210      (if (GENERIC)
1211       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1212                            lo, hi); })
1213      (with
1214       {
1215         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1216         if (etype)
1217           {
1218             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1219               etype = unsigned_type_for (etype);
1220             hi = fold_convert (etype, hi);
1221             lo = fold_convert (etype, lo);
1222             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1223           }
1224       }
1225       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1226        (if (code == EQ_EXPR)
1227         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1228         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1230 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1231 (for op (lt le ge gt)
1232  (simplify
1233   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1234   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1235        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1236    (op @0 @1))))
1237 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1238 (for op (eq ne minus)
1239  (simplify
1240   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1241   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1242        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1243            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1244    (op @0 @1))))
1246 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1247 (for op (lt le ge gt)
1248  (simplify
1249   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1250   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1251        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1252    (op @0 @1))))
1253 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1254 (for op (eq ne minus)
1255  (simplify
1256   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1257   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1258        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1259            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1260    (op @0 @1))))
1262 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1263 (for op (lt le ge gt)
1264  (simplify
1265   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1266   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1267        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1268    (op @1 @0))))
1269 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1270 (for op (eq ne minus)
1271  (simplify
1272   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1273   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1274        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1275            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1276    (op @1 @0))))
1278 /* Transform:
1279  * (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1280  * (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.
1281  */
1282 (for cmp (eq ne)
1283      ocmp (lt ge)
1284  (simplify
1285   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1286   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1287        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1288    (ocmp @0 @1))))
1290 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1291 (for cmp (eq ne)
1292  (simplify
1293   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1294   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1295    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1297 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1298    possibly set.  */
1299 (match with_possible_nonzero_bits
1300  INTEGER_CST@0)
1301 (match with_possible_nonzero_bits
1302  SSA_NAME@0
1303  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1304 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1305 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1306  with_possible_nonzero_bits@0)
1307 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1308  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1310 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1311    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1312 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1313  INTEGER_CST@0)
1314 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1315  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1317 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1318 (for cmp (eq ne)
1319  (simplify
1320   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1321   (if ((~get_nonzero_bits (@0) & @1) != 0)
1322    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1324 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1325    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1326    zero throughout its computed value range,
1327    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1328    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1329    and 0's otherwise.
1330    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1331    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1332    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1334 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1335      outer_op (bit_xor bit_ior)
1336 (simplify
1337  (outer_op
1338   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1339  (with
1340   {
1341     bool fail = false;
1342     wide_int zero_mask_not;
1343     wide_int C0;
1344     wide_int cst_emit;
1346     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1347       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1348     else
1349       fail = true;
1351     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1352       {
1353         C0 = wi::bit_and_not (@0, @1);
1354         cst_emit = wi::bit_or (C0, @1);
1355       }
1356     else
1357       {
1358         C0 = @0;
1359         cst_emit = wi::bit_xor (@0, @1);
1360       }
1361   }
1362   (if (!fail && wi::bit_and (C0, zero_mask_not) == 0)
1363    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1364    (if (!fail && wi::bit_and (@1, zero_mask_not) == 0)
1365     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1367 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1368 (simplify
1369   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1370   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1372 /* Pattern match
1373      tem1 = (long) ptr1;
1374      tem2 = (long) ptr2;
1375      tem3 = tem2 - tem1;
1376      tem4 = (unsigned long) tem3;
1377      tem5 = ptr1 + tem4;
1378    and produce
1379      tem5 = ptr2;  */
1380 (simplify
1381   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1382   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1383   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1384        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1385             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1386    @1))
1388 /* Pattern match
1389      tem = (sizetype) ptr;
1390      tem = tem & algn;
1391      tem = -tem;
1392      ... = ptr p+ tem;
1393    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1394      ... = ptr & ~algn;  */
1395 (simplify
1396   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1397   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
1398    (bit_and @0 { algn; })))
1400 /* Try folding difference of addresses.  */
1401 (simplify
1402  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1403  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1404   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
1405    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1406     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1407 (simplify
1408  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1409  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1410   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
1411    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1412     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1414 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1415    be able to fold this expression using the object or function's
1416    alignment.  */
1417 (simplify
1418  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1419  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1420       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1421   (with
1422    {
1423      unsigned int align;
1424      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1425      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1426    }
1427    (if (wi::ltu_p (@1, align / BITS_PER_UNIT))
1428     { wide_int_to_tree (type, wi::bit_and (@1, bitpos / BITS_PER_UNIT)); }))))
1431 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1432 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1434  /* Contract negates.  */
1435  /* A + (-B) -> A - B */
1436  (simplify
1437   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1438   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1439   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1440        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1441    (with
1442     {
1443      tree t1 = type;
1444      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1445          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1446        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1447     }
1448     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1449  /* A - (-B) -> A + B */
1450  (simplify
1451   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1452   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1453        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1454    (with
1455     {
1456      tree t1 = type;
1457      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1458          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1459        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1460     }
1461     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1462  /* -(-A) -> A */
1463  (simplify
1464   (negate (convert? (negate @1)))
1465   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1466        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1467    (convert @1)))
1469  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1470     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1471  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1472       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1474   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1475      irrespective of overflow issues.  */
1476   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1477   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1478   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1479   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1480   (simplify
1481     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1482     @1)
1483   (simplify
1484     (minus (minus @0 @1) @0)
1485     (negate @1))
1486   (simplify
1487     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1488     @0)
1489   (simplify
1490    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1491    (negate @1))
1492   (simplify
1493    (minus @0 (minus @0 @1))
1494    @1)
1495   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1496   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1497   /* More cases are handled with comparisons.  */
1498   (simplify
1499    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1500    (plus @2 @1))
1501   (simplify
1502    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1503    (minus @2 @1))
1504   (simplify
1505    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1506    (plus @1 @2))
1508   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1509      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1510      scalars.  */
1511   (for outer_op (plus minus)
1512    (for inner_op (plus minus)
1513         neg_inner_op (minus plus)
1514     (simplify
1515      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1516                CONSTANT_CLASS_P@2)
1517      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1518      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1519       (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1520        (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1521        (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1))))
1522       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1523            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1524        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1525         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1526         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1527        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1528           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1529           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1530        (if (types_match (type, @0))
1531         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1532                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1533                                         type, @1, @2); }
1534          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1535           (inner_op @0 { cst; } )
1536           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1537           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1538                && wi::eq_p (cst, wi::min_value (type)))
1539            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, cst); })
1540            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1541            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1542             (view_convert (inner_op
1543                            (view_convert:utype @0)
1544                            (view_convert:utype
1545                             { drop_tree_overflow (cst); })))))))))))))
1547   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1548   (for outer_op (plus minus)
1549    (simplify
1550     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1551     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1552      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1553       (minus { cst; } @0)))))
1555   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1556   (simplify
1557    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1558    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1559     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1560      (plus { cst; } @0))))
1562   /* ~A + A -> -1 */
1563   (simplify
1564    (plus:c (bit_not @0) @0)
1565    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1566     { build_all_ones_cst (type); }))
1568   /* ~A + 1 -> -A */
1569   (simplify
1570    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1571    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1572     (negate (convert @0))))
1574   /* -A - 1 -> ~A */
1575   (simplify
1576    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1577    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1578         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1579     (bit_not (convert @0))))
1581   /* -1 - A -> ~A */
1582   (simplify
1583    (minus integer_all_onesp @0)
1584    (bit_not @0))
1586   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1587   (for add (plus pointer_plus)
1588    (simplify
1589     (minus (convert (add @@0 @1))
1590      (convert @0))
1591     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1592          /* For integer types, if A has a smaller type
1593             than T the result depends on the possible
1594             overflow in P + A.
1595             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1596             However, if an overflow in P + A would cause
1597             undefined behavior, we can assume that there
1598             is no overflow.  */
1599          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1600              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1601          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1602             final type requires a sign- or zero-extension,
1603             then we have to punt - it is not defined which
1604             one is correct.  */
1605          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1606              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1607              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1608      (convert @1))))
1610   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1611   (for add (plus pointer_plus)
1612    (simplify
1613     (minus (convert @0)
1614      (convert (add @@0 @1)))
1615     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1616          /* For integer types, if A has a smaller type
1617             than T the result depends on the possible
1618             overflow in P + A.
1619             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1620             However, if an overflow in P + A would cause
1621             undefined behavior, we can assume that there
1622             is no overflow.  */
1623          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1624              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1625          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1626             final type requires a sign- or zero-extension,
1627             then we have to punt - it is not defined which
1628             one is correct.  */
1629          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1630              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1631              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1632      (negate (convert @1)))))
1634   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1635   (for add (plus pointer_plus)
1636    (simplify
1637     (minus (convert (add @@0 @1))
1638      (convert (add @0 @2)))
1639     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1640          /* For integer types, if A has a smaller type
1641             than T the result depends on the possible
1642             overflow in P + A.
1643             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1644             However, if an overflow in P + A would cause
1645             undefined behavior, we can assume that there
1646             is no overflow.  */
1647          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1648              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1649          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1650             final type requires a sign- or zero-extension,
1651             then we have to punt - it is not defined which
1652             one is correct.  */
1653          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1654              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1655              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1656              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1657              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1658      (minus (convert @1) (convert @2)))))))
1661 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1663 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1664  (simplify
1665   (minmax @0 @0)
1666   @0))
1667 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1668 (simplify
1669  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1670  @1)
1671 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1672 (simplify
1673  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1674  @1)
1675 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
1676 (simplify
1677  (max:c @0 (negate @0))
1678  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
1679       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1680           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
1681   (abs @0)))
1682 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
1683 (simplify
1684  (min:c @0 (negate @0))
1685  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
1686       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1687           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
1688   (negate (abs @0))))
1689 (simplify
1690  (min @0 @1)
1691  (switch
1692   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1693        && TYPE_MIN_VALUE (type)
1694        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1695    @1)
1696   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1697        && TYPE_MAX_VALUE (type)
1698        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1699    @0)))
1700 (simplify
1701  (max @0 @1)
1702  (switch
1703   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1704        && TYPE_MAX_VALUE (type)
1705        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1706    @1)
1707   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1708        && TYPE_MIN_VALUE (type)
1709        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1710    @0)))
1712 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
1713 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
1714 (simplify
1715  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
1716   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1717    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
1718     @2
1719     @0)))
1721 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
1722 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
1723 (simplify
1724  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
1725   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1726    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
1727     @0
1728     @2)))
1730 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
1731    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
1732 (for minmax (min max)
1733  (simplify
1734   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
1735   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1736        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
1737        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
1738        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
1739    (minmax @1 (convert @2)))))
1741 (for minmax (FMIN FMAX)
1742  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
1743     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
1744  (simplify
1745   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
1746   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
1747        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
1748    @0)))
1749 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
1750    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
1751    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
1752    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
1753    worry about it either.  */
1754 (if (flag_finite_math_only)
1755  (simplify
1756   (FMIN @0 @1)
1757   (min @0 @1))
1758  (simplify
1759   (FMAX @0 @1)
1760   (max @0 @1)))
1761 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
1762 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1763      maxmin (max min FMAX FMIN)
1764  (simplify
1765   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
1766   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1767        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1768            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1769    (negate (maxmin @0 @1)))))
1770 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
1771    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
1772 (for minmax (min max)
1773  maxmin (max min)
1774  (simplify
1775   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
1776   (bit_not (maxmin @0 @1))))
1778 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
1779 (for minmax (min min max max)
1780      cmp    (eq  ne  eq  ne )
1781      out    (le  gt  ge  lt )
1782  (simplify
1783   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
1784   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1785    (out @0 @1))))
1786 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
1787    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
1788 (for cmp (eq ne)
1789  (simplify
1790   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1791   (if (wi::lt_p (@1, @2, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
1792    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1793    (if (wi::gt_p (@1, @2, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
1794     (cmp @0 @2)))))
1795 (for cmp (eq ne)
1796  (simplify
1797   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1798   (if (wi::gt_p (@1, @2, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
1799    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1800    (if (wi::lt_p (@1, @2, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
1801     (cmp @0 @2)))))
1802 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
1803 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
1804      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
1805      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
1806  (simplify
1807   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1808   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
1810 /* Simplifications of shift and rotates.  */
1812 (for rotate (lrotate rrotate)
1813  (simplify
1814   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
1815   @0))
1817 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
1818 (simplify
1819  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
1820  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1821       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
1822   @0))
1824 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
1825 (simplify
1826  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1827  (if (wi::ltu_p (@1, element_precision (type)))
1828   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1830 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
1831    types.  */
1832 (simplify
1833  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1834  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
1835       && (wi::ltu_p (@1, element_precision (type))))
1836   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1838 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
1839  (simplify
1840   (shiftrotate @0 integer_zerop)
1841   (non_lvalue @0))
1842  (simplify
1843   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
1844   @0)
1845  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
1846     if vector2 is uniform.  */
1847  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
1848   (simplify
1849    (shiftrotate @0 vec@1)
1850    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
1851     (if (tem)
1852      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
1854 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
1855    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
1856 #if GIMPLE
1857 (for shift (lshift rshift)
1858  (simplify
1859   (shift @0 SSA_NAME@1)
1860    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1861     (with {
1862       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
1863       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
1864      }
1865      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
1866       @0)))))
1867 #endif
1869 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
1870    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
1871 (simplify
1872  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
1873  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
1874                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
1875                                            element_precision (type)), @1); }))
1877 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
1878 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
1879  (simplify
1880   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1881   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
1882    (if (wi::ge_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1883         && wi::lt_p (@1, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1884         && wi::ge_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
1885         && wi::lt_p (@2, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1886     (with { unsigned int low = wi::add (@1, @2).to_uhwi (); }
1887      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
1888         being well defined.  */
1889      (if (low >= prec)
1890       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
1891        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
1892        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
1893         { build_zero_cst (type); }
1894         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
1895       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
1898 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
1899    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
1900 (for cmp (ne eq)
1901      icmp (eq ne)
1902  (simplify
1903   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
1904   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1906 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
1907    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
1908    if CST2 != 0.  */
1909 (for cmp (ne eq)
1910  (simplify
1911   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
1912   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
1913    (if (cand < 0
1914         || (!integer_zerop (@2)
1915             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
1916     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1917     (if (!integer_zerop (@2)
1918          && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
1919      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
1921 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
1922         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
1923    if the new mask might be further optimized.  */
1924 (for shift (lshift rshift)
1925  (simplify
1926   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
1927            INTEGER_CST@2)
1928    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
1929         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1930         && tree_fits_uhwi_p (@1)
1931         && tree_to_uhwi (@1) > 0
1932         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
1933     (with
1934      {
1935        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
1936        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
1937        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
1938        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
1939        unsigned int prec;
1941        if (shift == LSHIFT_EXPR)
1942          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
1943        else if (shift == RSHIFT_EXPR
1944                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
1945          {
1946            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
1947            tree arg00 = @0;
1948            /* See if more bits can be proven as zero because of
1949               zero extension.  */
1950            if (@3 != @0
1951                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1952              {
1953                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
1954                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
1955                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
1956                  {
1957                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
1958                    /* See if we can shorten the right shift.  */
1959                    if (shiftc < prec)
1960                      shift_type = inner_type;
1961                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
1962                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
1963                       is all ones.  */
1964                  }
1965              }
1966            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
1967            if (shiftc < prec)
1968              {
1969                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
1970                zerobits <<= prec - shiftc;
1971              }
1972            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
1973               can contain actually sign bits, so no transformation is
1974               possible, unless MASK masks them all away.  In that
1975               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
1976            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
1977                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1978              {
1979                if ((mask & zerobits) == 0)
1980                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
1981                else
1982                  zerobits = 0;
1983              }
1984          }
1985      }
1986      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
1987      (if ((mask & zerobits) == mask)
1988       { build_int_cst (type, 0); }
1989       (with { newmask = mask | zerobits; }
1990        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
1991         (with
1992          {
1993            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
1994               mode's mask.  */
1995            for (prec = BITS_PER_UNIT;
1996                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
1997              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
1998                break;
1999          }
2000          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2001               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2002           (with
2003            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2004            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2005             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2006              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2007              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2009 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2010    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2011 (for shift (lshift rshift)
2012  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2013   (simplify
2014    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2015    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2016     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2017      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2019 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2020 (simplify
2021  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2022   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2023        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2024            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2025            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2026    (with
2027     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2028      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2030 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2031    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2032 (for rotate (lrotate rrotate)
2033  (simplify
2034   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2035    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2036          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2037          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2038         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2039             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2040     (with
2041      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2042       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2044 /* Simplifications of conversions.  */
2046 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2047 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2048  (simplify
2049   (cvt @0)
2050   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2051        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2052    @0)))
2054 /* Contract view-conversions.  */
2055 (simplify
2056   (view_convert (view_convert @0))
2057   (view_convert @0))
2059 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2060    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2061 (simplify
2062   (view_convert @0)
2063   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2064        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2065        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2066    (convert @0)))
2068 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2069    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2070 (simplify
2071   (view_convert (convert@0 @1))
2072   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2073        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2074        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2075        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2076            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2077                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2078    (view_convert @1)))
2080 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2081    barriers can be removed.  */
2082 (simplify
2083  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2084  @0)
2085 (simplify
2086  (paren (paren@1 @0))
2087  @1)
2089 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2090 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2091  (for icvt (convert float)
2092   (simplify
2093    (ocvt (icvt@1 @0))
2094    (with
2095     {
2096       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2097       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2098       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2099       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2100       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2101       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2102       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2103       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2104       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2105       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2106       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2107       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2108       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2109       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2110       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2111       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2112       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2113       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2114       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2115       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2116     }
2117    (switch
2118     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2119        handled below, if we are converting something to its own
2120        type via an object of identical or wider precision, neither
2121        conversion is needed.  */
2122     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2123           || (GENERIC
2124               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2125          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2126              || (inter_float && final_float))
2127          && inter_prec >= final_prec)
2128      (ocvt @0))
2130     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2131        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2132        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2133        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2134        then we sometimes need the middle conversion.  */
2135     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2136          && (final_int || final_float)
2137          && inter_prec >= inside_prec
2138          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2139      (ocvt @0))
2141     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2142        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2143        final conversion does not change precision we can drop the
2144        intermediate conversion.  */
2145     (if (inside_int && inter_int && final_int
2146          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2147               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2148              || final_prec == inter_prec))
2149      (ocvt @0))
2151     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2152         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2153         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2154         - the intermediate type is narrower than both initial and
2155           final, or
2156         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2157           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2158         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2159           intermediate and final types differ, or
2160         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2161           initial and intermediate types differ.  */
2162     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2163          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2164          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2165          && ! (inside_int && inter_int
2166                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2167                && inter_prec < final_prec)
2168          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2169              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2170          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2171          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2172      (ocvt @0))
2174     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2175        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2176     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2177          && final_int && inter_int && inside_int
2178          && final_prec == inside_prec
2179          && final_prec > inter_prec
2180          && inter_unsignedp)
2181      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2182                               (inside_type,
2183                                wi::mask (inter_prec, false,
2184                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2186     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2187        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2188        floating-point conversion.  */
2189     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2190          && inside_int && inter_float && final_int &&
2191          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2192          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2193      (convert @0)))))))
2195 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2196    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2197    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2198 (simplify
2199   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2200   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2201        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2202        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2203        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2204                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2205    (convert @0)))
2208 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2209 (simplify
2210   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2211   (convert @0))
2213 /* Canonicalization of binary operations.  */
2215 /* Convert X + -C into X - C.  */
2216 (simplify
2217  (plus @0 REAL_CST@1)
2218  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2219   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2220    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2221     (minus @0 { tem; })))))
2223 /* Convert x+x into x*2.  */
2224 (simplify
2225  (plus @0 @0)
2226  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2227   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2228   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2229    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2231 (simplify
2232  (minus integer_zerop @1)
2233  (negate @1))
2235 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2236    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2237    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2238 (simplify
2239  (minus real_zerop@0 @1)
2240  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2241   (negate @1)))
2243 /* Transform x * -1 into -x.  */
2244 (simplify
2245  (mult @0 integer_minus_onep)
2246  (negate @0))
2248 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2249    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2250 (simplify
2251  (mult:c (mult:s @0 INTEGER_CST@1) @2)
2252  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2253       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2254   (mult (mult @0 @2) @1)))
2256 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2257    number.  */
2258 (match compositional_complex
2259  (convert? (complex @0 @1)))
2261 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2262 (simplify
2263  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2264  @0)
2265 (simplify
2266  (realpart (complex @0 @1))
2267  @0)
2268 (simplify
2269  (imagpart (complex @0 @1))
2270  @1)
2272 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2273 (simplify
2274  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2275  (convert (realpart @0)))
2276 (simplify
2277  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2278  (convert (negate (imagpart @0))))
2279 (for part (realpart imagpart)
2280  (for op (plus minus)
2281   (simplify
2282    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2283    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2284 (simplify
2285  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2286  (convert (COS @0)))
2287 (simplify
2288  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2289  (convert (SIN @0)))
2291 /* conj(conj(x)) -> x  */
2292 (simplify
2293  (conj (convert? (conj @0)))
2294  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2295   (convert @0)))
2297 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2298 (simplify
2299  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2300  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2301   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2303 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2304 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2305  (simplify
2306   (bswap (bswap @0))
2307   @0)
2308  (simplify
2309   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2310   (bit_not @0))
2311  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2312   (simplify
2313    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2314    (bitop @0 (bswap @1)))))
2317 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2319 /* Simplify constant conditions.
2320    Only optimize constant conditions when the selected branch
2321    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2322    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2323    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2324    this one as we depend on doing this transform before possibly
2325    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2326    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2327    genmatch cannot handle.  */
2328 (simplify
2329  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2330  (if (integer_zerop (@0))
2331   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2332    @2)
2333   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2334    @1)))
2335 (simplify
2336  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2337  (if (integer_all_onesp (@0))
2338   @1
2339   (if (integer_zerop (@0))
2340    @2)))
2342 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2343    be extended.  */
2344 /* This pattern implements two kinds simplification:
2346    Case 1)
2347    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2348      1) Conversions are type widening from smaller type.
2349      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2350      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2351    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2352    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2353    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2354    referred var is always benefitial for complicated cases.
2356    Case 2)
2357    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2358 (for cmp (lt le gt ge eq)
2359  (simplify
2360   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2361   (with
2362    {
2363      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2364      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2365      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2367      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2368          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2369          && (types_match (c1_type, from_type)
2370              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2371                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2372                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2373          && (types_match (c2_type, from_type)
2374              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2375                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2376                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2377        {
2378          if (cmp != EQ_EXPR)
2379            {
2380              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2381                {
2382                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2383                  if (cmp == LE_EXPR)
2384                    code = LT_EXPR;
2385                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2386                  if (cmp == GT_EXPR)
2387                    code = GE_EXPR;
2388                }
2389              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2390                {
2391                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2392                  if (cmp == LT_EXPR)
2393                    code = LE_EXPR;
2394                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2395                  if (cmp == GE_EXPR)
2396                    code = GT_EXPR;
2397                }
2398              if (code != ERROR_MARK
2399                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2400                {
2401                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2402                    code = MIN_EXPR;
2403                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2404                    code = MAX_EXPR;
2405                }
2406            }
2407          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2408          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2409            code = EQ_EXPR;
2410        }
2411    }
2412    (if (code == MAX_EXPR)
2413     (convert (max @1 (convert @2)))
2414     (if (code == MIN_EXPR)
2415      (convert (min @1 (convert @2)))
2416      (if (code == EQ_EXPR)
2417       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2418                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2420 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2422      1) OP is PLUS or MINUS.
2423      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2424      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2426    This pattern also handles special cases like:
2428      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2429         integer zero.  In this case,
2430           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2431           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2432      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2433         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2434         code.
2436    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2437    simplified at the moment because C standard requires additional
2438    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2439    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2440 (for op (plus minus)
2441  (for cmp (lt le gt ge)
2442   (simplify
2443    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2444    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2445     (if (types_match (from_type, to_type)
2446          /* Check if it is special case A).  */
2447          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2448              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2449              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2450              && integer_zerop (@1)
2451              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2452      (with
2453       {
2454         bool overflow = false;
2455         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2456         wide_int real_c1, c1 = @1, c2 = @2, c3 = @3;
2457         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2459         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2460             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2461             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2462         if (!types_match (from_type, to_type))
2463           {
2464             if (cmp_code == LT_EXPR)
2465               cmp_code = GT_EXPR;
2466             if (cmp_code == GE_EXPR)
2467               cmp_code = LE_EXPR;
2468             c1 = wi::max_value (to_type);
2469           }
2470         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2471            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2472            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2473            if it is undefined.  */
2474         if (op == PLUS_EXPR)
2475           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2476         else
2477           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2479         code = cmp_code;
2480         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2481           {
2482             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2483                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2484             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2485                 && !overflow)
2486               {
2487                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2488                 if (cmp_code == LE_EXPR)
2489                   code = LT_EXPR;
2490                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2491                 if (cmp_code == GT_EXPR)
2492                   code = GE_EXPR;
2493               }
2494             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2495                 && !overflow)
2496               {
2497                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2498                 if (cmp_code == LT_EXPR)
2499                   code = LE_EXPR;
2500                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2501                 if (cmp_code == GE_EXPR)
2502                   code = GT_EXPR;
2503               }
2504             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
2505               {
2506                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
2507                   code = MIN_EXPR;
2508                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
2509                   code = MAX_EXPR;
2510               }
2511           }
2512       }
2513       (if (code == MAX_EXPR)
2514        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2515            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
2516        (if (code == MIN_EXPR)
2517         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2518             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
2520 (for cnd (cond vec_cond)
2521  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
2522  (simplify
2523   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
2524   (cnd @0 @1 @3))
2525  (simplify
2526   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
2527   (cnd @0 @1 @3))
2528  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
2529  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
2530     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
2531     The following is still important to merge then and else arm cases
2532     from if-conversion.  */
2533  (simplify
2534   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
2535   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2536        && COMPARISON_CLASS_P (@2)
2537        && invert_tree_comparison
2538            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@2)
2539        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@2, 0), 0)
2540        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@2, 1), 0))
2541    (cnd @0 @1 @3)))
2542  (simplify
2543   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
2544   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2545        && COMPARISON_CLASS_P (@1)
2546        && invert_tree_comparison
2547            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@1)
2548        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@1, 0), 0)
2549        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@1, 1), 0))
2550    (cnd @0 @3 @4)))
2552  /* A ? B : B -> B.  */
2553  (simplify
2554   (cnd @0 @1 @1)
2555   @1)
2557  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
2558  (simplify
2559   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
2560   (cnd @0 @2 @1)))
2562 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
2563    return all -1 or all 0 results.  */
2564 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
2565    but that isn't necessarily a win on its own.  */
2566 (simplify
2567  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2568  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2569       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1))
2570       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2571           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2572   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2574 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
2575 (simplify
2576  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2577  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2578       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1))
2579       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2580           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2581   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2584 /* Simplifications of comparisons.  */
2586 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
2587    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
2588    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
2589 (for cmp  (le gt)
2590      acmp (lt ge)
2591  (simplify
2592   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2593   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
2594    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
2595 (for cmp  (ge lt)
2596      acmp (gt le)
2597  (simplify
2598   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2599   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
2600    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
2603 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
2604    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
2605    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
2606    that with expression code iteration.  */
2607 (for cmp (tcc_comparison)
2608      icmp (inverted_tcc_comparison)
2609      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
2610  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
2611     and handle some more cases by using
2612       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
2613     here but for that genmatch would need to "inline" that.
2614     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
2615  (simplify
2616   (bit_not (cmp @0 @1))
2617   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2618        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
2619    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
2620       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
2621       a computed operator in the replacement tree thus we have
2622       to play the trick below.  */
2623    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2624              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2625     (if (ic == icmp)
2626      (icmp @0 @1)
2627      (if (ic == ncmp)
2628       (ncmp @0 @1))))))
2629  (simplify
2630   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
2631   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2632             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2633    (if (ic == icmp)
2634     (icmp @0 @1)
2635     (if (ic == ncmp)
2636      (ncmp @0 @1))))))
2638 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
2639    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
2640    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
2641    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
2642    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
2643 (for cmp (eq ne)
2644  (simplify
2645   (cmp (minus@2 @0 @1) integer_zerop)
2646   (if (single_use (@2))
2647    (cmp @0 @1))))
2649 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
2650    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
2651    often enough for folding it to be of value.  One example is in
2652    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
2653 (for cmp (simple_comparison)
2654      scmp (swapped_simple_comparison)
2655  (simplify
2656   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
2657   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
2658   (if (integer_zerop (@1))
2659    (cmp @1 @2)
2660    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2661         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2662         && single_use (@3))
2663     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
2664     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
2665      (scmp @0 @2)
2666      (cmp @0 @2))))))
2668 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
2669    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
2670 (for cmp (eq ge le)
2671  (simplify
2672   (cmp @0 @0)
2673   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2674        || ! HONOR_NANS (@0))
2675    { constant_boolean_node (true, type); }
2676    (if (cmp != EQ_EXPR)
2677     (eq @0 @0)))))
2678 (for cmp (ne gt lt)
2679  (simplify
2680   (cmp @0 @0)
2681   (if (cmp != NE_EXPR
2682        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2683        || ! HONOR_NANS (@0))
2684    { constant_boolean_node (false, type); })))
2685 (for cmp (unle unge uneq)
2686  (simplify
2687   (cmp @0 @0)
2688   { constant_boolean_node (true, type); }))
2689 (for cmp (unlt ungt)
2690  (simplify
2691   (cmp @0 @0)
2692   (unordered @0 @0)))
2693 (simplify
2694  (ltgt @0 @0)
2695  (if (!flag_trapping_math)
2696   { constant_boolean_node (false, type); }))
2698 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
2699 (for cmp (simple_comparison)
2700  (simplify
2701   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
2702   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
2703    (cmp @1 @0))))
2705 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
2706 (for cmp (simple_comparison)
2707      scmp (swapped_simple_comparison)
2708  (simplify
2709   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
2710   (if (single_use (@2)
2711        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
2712    (scmp @0 (bit_not @1)))))
2714 (for cmp (simple_comparison)
2715  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
2716  (simplify
2717   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
2718   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2719        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2720            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2721        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2722            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
2723    (with
2724     {
2725       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
2726       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
2727         {
2728           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
2729           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
2730               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
2731             type1 = float_type_node;
2732           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
2733               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
2734             type1 = double_type_node;
2735         }
2736       tree newtype
2737         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
2738            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
2739     }
2740     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
2741      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
2743  (simplify
2744   (cmp @0 REAL_CST@1)
2745   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
2746   (switch
2747    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
2748    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
2749     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
2750    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
2751    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
2752         && ! HONOR_SNANS (@1))
2753     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
2754    /* Fold comparisons against infinity.  */
2755    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
2756         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2757     (with
2758      {
2759        REAL_VALUE_TYPE max;
2760        enum tree_code code = cmp;
2761        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
2762        if (neg)
2763          code = swap_tree_comparison (code);
2764      }
2765      (switch
2766       /* x > +Inf is always false, if with ignore sNANs.  */
2767       (if (code == GT_EXPR
2768            && ! HONOR_SNANS (@0))
2769        { constant_boolean_node (false, type); })
2770       (if (code == LE_EXPR)
2771        /* x <= +Inf is always true, if we don't case about NaNs.  */
2772        (if (! HONOR_NANS (@0))
2773         { constant_boolean_node (true, type); }
2774         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x).  */
2775         (eq @0 @0)))
2776       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX.  */
2777       (if (code == EQ_EXPR || code == GE_EXPR)
2778        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
2779         (if (neg)
2780          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2781          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
2782       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
2783       (if (code == LT_EXPR)
2784        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
2785         (if (neg)
2786          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2787          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
2788       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX).  */
2789       (if (code == NE_EXPR)
2790        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
2791         (if (! HONOR_NANS (@0))
2792          (if (neg)
2793           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2794           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
2795          (if (neg)
2796           (bit_xor (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2797            { build_one_cst (type); })
2798           (bit_xor (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2799            { build_one_cst (type); }))))))))))
2801  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
2802     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
2803     comparison with a revised real constant as long as no overflow
2804     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
2805  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2806   (for op (plus minus)
2807    (simplify
2808     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
2809     (with
2810      {
2811        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
2812                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
2813      }
2814      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2815       (cmp @0 { tem; }))))))
2817  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
2818     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
2819     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
2820     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
2821  (if (flag_associative_math)
2822   (simplify
2823    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
2824    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
2825     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2826      (cmp { tem; } @1)))))
2828  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
2829  (if (flag_unsafe_math_optimizations
2830       && ! flag_errno_math)
2831   (for sq (SQRT)
2832    (simplify
2833     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
2834     (switch
2835      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2836       (switch
2837        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
2838        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2839         { constant_boolean_node (false, type); })
2840        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
2841           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
2842        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
2843         { constant_boolean_node (true, type); })
2844        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
2845        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
2846      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
2847       (switch
2848        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
2849        (if (cmp == LT_EXPR)
2850         { constant_boolean_node (false, type); })
2851        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
2852        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
2853         { constant_boolean_node (true, type); })
2854        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
2855        (if (cmp == LE_EXPR)
2856         (eq @0 @1))
2857        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
2858           == or !=.  In the last case:
2860             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
2862           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
2863           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
2864        (cmp @0 @1)))
2865      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2866       (with
2867        {
2868          REAL_VALUE_TYPE c2;
2869          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2870                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2871          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2872        }
2873        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2874         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
2875         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
2876          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2877          { constant_boolean_node (false, type); })
2878         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
2879         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2880      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2881       (with
2882        {
2883          REAL_VALUE_TYPE c2;
2884          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2885                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2886          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2887        }
2888        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2889         (switch
2890          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
2891             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
2892          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2893           { constant_boolean_node (true, type); })
2894          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
2895             don't care about NaNs.  */
2896          (if (! HONOR_NANS (@0))
2897           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
2898          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
2899             don't care about Infinities.  */
2900          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
2901           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
2902          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
2903          (if (GENERIC)
2904           (truth_andif
2905            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2906            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2907         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
2908         (if (! HONOR_NANS (@0))
2909          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2910          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
2911          (if (GENERIC)
2912           (truth_andif
2913            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2914            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
2915    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
2916    (simplify
2917     (cmp (sq @0) (sq @1))
2918       (if (! HONOR_NANS (@0))
2919         (cmp @0 @1))))))
2921 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
2922 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
2923      icmp (le le eq ne ge ge)
2924  (simplify
2925   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
2926    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2927         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2928     (with
2929      {
2930        tree itype = TREE_TYPE (@0);
2931        signop isign = TYPE_SIGN (itype);
2932        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
2933        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
2934        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
2935           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
2936           TODO: relax under -fno-trapping-math or
2937           -fno-signaling-nans.  */
2938        bool exception_p
2939          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
2940                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
2941        /* INT?_MIN is power-of-two so it takes
2942           only one mantissa bit.  */
2943        bool signed_p = isign == SIGNED;
2944        bool itype_fits_ftype_p
2945          = TYPE_PRECISION (itype) - signed_p <= significand_size (fmt);
2946      }
2947      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
2948         -fno-trapping-math.  */
2949      (if (itype_fits_ftype_p && ! exception_p)
2950       (with
2951        {
2952          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
2953          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
2954          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
2956          REAL_VALUE_TYPE icst;
2957          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2958            real_ceil (&icst, fmt, cst);
2959          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2960            real_floor (&icst, fmt, cst);
2961          else
2962            real_trunc (&icst, fmt, cst);
2964          bool cst_int_p = real_identical (&icst, cst);
2966          bool overflow_p = false;
2967          wide_int icst_val
2968            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
2969        }
2970        (switch
2971         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
2972         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
2973          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
2974                                   type); })
2975         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
2976          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
2977                                   type); })
2978         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
2979         (if (cst_int_p)
2980          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
2981                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
2982         )
2983         /* When CST is fractional, optimize
2984             (FTYPE) N == CST -> 0
2985             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
2986         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
2987          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }) 
2988         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
2989         (with
2990          {
2991            gcc_checking_assert (!overflow_p);
2992          }
2993          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
2995 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
2996 (for cmp (eq ne)
2997  (simplify
2998   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
2999   (if (!integer_zerop (@1))
3000    (if (wi::eq_p (@2, 0))
3001     (cmp @0 @2)
3002     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3003      (with
3004       {
3005         bool ovf;
3006         wide_int prod = wi::mul (@2, @1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3007       }
3008       (if (ovf)
3009        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3010        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3011 (for cmp (lt le gt ge)
3012  (simplify
3013   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3014   (if (wi::gt_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3015    (with
3016     {
3017       bool ovf;
3018       wide_int prod = wi::mul (@2, @1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3019     }
3020     (if (ovf)
3021      { constant_boolean_node (wi::lt_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3022                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3023      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3025 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3026 (simplify
3027  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3028  (if (types_match (@0, @1))
3029   (unordered @0 @1)))
3030 (simplify
3031  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3032  (if (types_match (@0, @1))
3033   (ordered @0 @1)))
3034 (simplify
3035  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3036  @2)
3037 (simplify
3038  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3039  @2)
3041 /* Simple range test simplifications.  */
3042 /* A < B || A >= B -> true.  */
3043 (for test1 (lt le le le ne ge)
3044      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3045  (simplify
3046   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3047   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3048        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3049    { constant_boolean_node (true, type); })))
3050 /* A < B && A >= B -> false.  */
3051 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3052      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3053  (simplify
3054   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3055   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3056        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3057    { constant_boolean_node (false, type); })))
3059 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3060    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3062    Note that comparisons
3063      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3064      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3065    will be canonicalized to above so there's no need to
3066    consider them here.
3067  */
3069 (for cmp (le gt)
3070      eqcmp (eq ne)
3071  (simplify
3072   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3073   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3074    (with
3075     {
3076      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3077      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3078      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3079      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3080      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3081     }
3082     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3083          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3084       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3085              { build_zero_cst (ty); }))))))
3087 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3088 (for cmp (tcc_comparison)
3089      scmp (swapped_tcc_comparison)
3090  (simplify
3091   (cmp (negate @0) (negate @1))
3092   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3093        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3094            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3095    (scmp @0 @1)))
3096  (simplify
3097   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3098   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3099        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3100            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3101    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3102     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3103      (scmp @0 { tem; }))))))
3105 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3106 (for op (eq ne)
3107  (simplify
3108   (op (abs @0) zerop@1)
3109   (op @0 @1)))
3111 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.  */
3112 (for cmp (simple_comparison)
3113  (simplify
3114   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3115   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3116        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3117           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3118        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3119             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
3120             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
3121        && single_use (@0))
3122    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3123         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3124             || (@1 != @10 && types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))))
3125         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3126             || cmp == NE_EXPR
3127             || cmp == EQ_EXPR)
3128         && (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
3129     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3130        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3131        constant which fold_convert produces.  */
3132     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3133      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3134                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3135      (cmp @00 (convert @1)))
3137     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3138      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3139      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3140            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3141            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3142                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3143           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3144               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3145                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3146                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3147                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3148               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3149                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3150                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3151       (cmp @00 (convert @10))
3152       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3153            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3154            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3155        (with
3156         {
3157           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3158           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3159           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3160           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3161         }
3162         (if (above || below)
3163          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3164           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3165           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3166            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3167            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3168             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3170 (for cmp (eq ne)
3171  /* A local variable can never be pointed to by
3172     the default SSA name of an incoming parameter.
3173     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3174  (simplify
3175   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3176   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3177        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3178    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3179     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3180          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3181      (if (cmp == NE_EXPR)
3182       { constant_boolean_node (true, type); }
3183       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3185 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3186 (for cmp (eq ne)
3188  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3189     Similarly for NE_EXPR.  */
3190  (simplify
3191   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3192   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3193        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
3194    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3196  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3197  (simplify
3198   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3199   (cmp @0 @1))
3201  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3202     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3203  (simplify
3204   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3205   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3207  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3208  (simplify
3209   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3210   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3211    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3213  (simplify
3214   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3215   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3216    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3218 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3219    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3220 (for cmp (eq ne)
3221      icmp (ne eq)
3222  (simplify
3223   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3224   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3226 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3227    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3228 (simplify
3229  (cond
3230   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3231   integer_pow2p@2 integer_zerop)
3232  (with {
3233     int shift = wi::exact_log2 (@2) - wi::exact_log2 (@1);
3234   }
3235   (if (shift > 0)
3236    (bit_and
3237     (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3238    (bit_and
3239     (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); })) @2))))
3241 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3242    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3243 (for cmp (eq ne)
3244      ncmp (ge lt)
3245  (simplify
3246   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3247   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3248        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3249        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3250        && wi::only_sign_bit_p (@1, element_precision (@0)))
3251    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3252     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3254 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3255    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3256 (simplify
3257  (cond
3258   (lt @0 integer_zerop)
3259   integer_pow2p@1 integer_zerop)
3260  (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3261   (with {
3262     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (@1) - 1;
3263    }
3264    (if (shift >= 0)
3265     (bit_and
3266      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3267      @1)
3268     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3269        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3270     (bit_and (convert @0) @1)))))
3272 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3273    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3274    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3275    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3276 (for cmp (simple_comparison)
3277  (simplify
3278   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3279   (with
3280    {
3281      HOST_WIDE_INT off0, off1;
3282      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3283      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3284      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3285        {
3286          off0 += mem_ref_offset (base0).to_short_addr ();
3287          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3288        }
3289      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3290        {
3291          off1 += mem_ref_offset (base1).to_short_addr ();
3292          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3293        }
3294    }
3295    (if (base0 && base1)
3296     (with
3297      {
3298        int equal = 2;
3299        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3300           the value expressions might point to fields/elements
3301           of other vars etc.  */
3302        if (GENERIC
3303            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3304                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3305          ;
3306        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3307                 && decl_in_symtab_p (base1))
3308          equal = symtab_node::get_create (base0)
3309                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3310        else if ((DECL_P (base0)
3311                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3312                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3313                 && (DECL_P (base1)
3314                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3315                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3316          equal = (base0 == base1);
3317      }
3318      (if (equal == 1)
3319       (switch
3320        (if (cmp == EQ_EXPR)
3321         { constant_boolean_node (off0 == off1, type); })
3322        (if (cmp == NE_EXPR)
3323         { constant_boolean_node (off0 != off1, type); })
3324        (if (cmp == LT_EXPR)
3325         { constant_boolean_node (off0 < off1, type); })
3326        (if (cmp == LE_EXPR)
3327         { constant_boolean_node (off0 <= off1, type); })
3328        (if (cmp == GE_EXPR)
3329         { constant_boolean_node (off0 >= off1, type); })
3330        (if (cmp == GT_EXPR)
3331         { constant_boolean_node (off0 > off1, type); }))
3332       (if (equal == 0
3333            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3334            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3335            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3336                || off0 == off1))
3337        (switch
3338         (if (cmp == EQ_EXPR)
3339          { constant_boolean_node (false, type); })
3340         (if (cmp == NE_EXPR)
3341          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3343 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3344 (for neeq (ne eq)
3345  (simplify
3346   (neeq @0 @1)
3347   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3348        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3349    { neeq == EQ_EXPR ? boolean_false_node : boolean_true_node; })))
3351 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3352    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3353    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3354    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3355    canonicalizaion is not wanted.  */
3357 (for cmp (ne eq)
3358  (simplify
3359   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3360   (if ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3361         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3362       || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3363           && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3364    (cmp @0 (convert @1)))))
3366 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3367 (for cmp (lt gt le ge)
3368  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3369     the specified precision will have known values.  */
3370  (simplify
3371   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3372   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3373        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3374    (with
3375     {
3376       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3377       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3378       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3379       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3380       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3381     }
3382     (switch
3383      (if (wi::eq_p (@1, max))
3384       (switch
3385        (if (cmp == GT_EXPR)
3386         { constant_boolean_node (false, type); })
3387        (if (cmp == GE_EXPR)
3388         (eq @2 @1))
3389        (if (cmp == LE_EXPR)
3390         { constant_boolean_node (true, type); })
3391        (if (cmp == LT_EXPR)
3392         (ne @2 @1))))
3393      (if (wi::eq_p (@1, min))
3394       (switch
3395        (if (cmp == LT_EXPR)
3396         { constant_boolean_node (false, type); })
3397        (if (cmp == LE_EXPR)
3398         (eq @2 @1))
3399        (if (cmp == GE_EXPR)
3400         { constant_boolean_node (true, type); })
3401        (if (cmp == GT_EXPR)
3402         (ne @2 @1))))
3403      (if (wi::eq_p (@1, max - 1))
3404       (switch
3405        (if (cmp == GT_EXPR)
3406         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))
3407        (if (cmp == LE_EXPR)
3408         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
3409      (if (wi::eq_p (@1, min + 1))
3410       (switch
3411        (if (cmp == GE_EXPR)
3412         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))
3413        (if (cmp == LT_EXPR)
3414         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
3415      (if (wi::eq_p (@1, signed_max)
3416           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3417           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3418              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3419              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3420              max associated with this sign bit.  */
3421           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3422           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3423           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3424       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3425          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3426       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3427        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3428         (if (cmp == LE_EXPR)
3429          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3430          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3432 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3433  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3434  (simplify
3435   (cmp @0 REAL_CST@1)
3436   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3437        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3438    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3439                             ? false : true, type); })))
3441 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3442 (simplify
3443  (ne @0 integer_zerop)
3444  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3445       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3446   (non_lvalue @0)))
3447 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3448 (simplify
3449  (eq @0 integer_onep)
3450  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3451       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3452   (non_lvalue @0)))
3453 /* Do not handle
3454    bool_var == 0 becomes !bool_var or
3455    bool_var != 1 becomes !bool_var
3456    here because that only is good in assignment context as long
3457    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
3458    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
3459    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
3461 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
3462    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
3463    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
3464    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
3465 (for cmp (lt le ge gt)
3466      out (gt gt le le)
3467  (simplify
3468   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
3469   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3470        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3471        && wi::ne_p (@1, 0)
3472        && single_use (@2))
3473    (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::max_value
3474                (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), UNSIGNED) - @1); }))))
3476 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
3477    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
3478    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
3479 (for cmp (gt le)
3480  (simplify
3481   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
3482   (if (single_use (@2)
3483        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3484        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3485        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3486    (cmp @1 @0))))
3488 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
3489 /* A - B > A  */
3490 (for cmp (gt le)
3491      out (ne eq)
3492  (simplify
3493   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
3494   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3495        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3496    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3497 /* A + B < A  */
3498 (for cmp (lt ge)
3499      out (ne eq)
3500  (simplify
3501   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
3502   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3503        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3504    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3506 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
3507    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
3508 (for cmp (lt ge)
3509      out (ne eq)
3510  (simplify
3511   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
3512   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3513    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
3514     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
3516 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
3517    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
3518    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
3519    section that follows this one.
3521    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
3522    the following:
3524    - the rule describes an identity
3526    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
3527      multiplication
3529    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
3530      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
3531      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
3532      when the operand has that value.)  */
3534 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3535  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
3536  (simplify
3537   (mult (SQRT@1 @0) @1)
3538   (if (!HONOR_SNANS (type))
3539    @0))
3541  (for op (plus minus)
3542   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
3543   (simplify
3544    (op (rdiv @0 @1)
3545        (rdiv @2 @1))
3546    (rdiv (op @0 @2) @1)))
3548  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
3549  (for root (SQRT CBRT)
3550   (simplify
3551    (mult (root:s @0) (root:s @1))
3552     (root (mult @0 @1))))
3554  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
3555  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3556   (simplify
3557    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
3558     (exps (plus @0 @1))))
3560  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
3561  (for root (SQRT CBRT)
3562   (simplify
3563    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
3564     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
3566  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
3567  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3568   (simplify
3569    (rdiv @0 (exps:s @1))
3570     (mult @0 (exps (negate @1)))))
3572  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
3573       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3574   /* logN(expN(x)) -> x.  */
3575   (simplify
3576    (logs (exps @0))
3577    @0)
3578   /* expN(logN(x)) -> x.  */
3579   (simplify
3580    (exps (logs @0))
3581    @0))
3583  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
3584     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
3585     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
3586  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
3587       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
3588   (simplify
3589    (logs (exps @0))
3590    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3591     (with {
3592       tree x;
3593       switch (exps)
3594         {
3595         CASE_CFN_EXP:
3596           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
3597           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
3598           break;
3599         CASE_CFN_EXP2:
3600           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
3601           x = build_real (type, dconst2);
3602           break;
3603         CASE_CFN_EXP10:
3604         CASE_CFN_POW10:
3605           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
3606           {
3607             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
3608             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
3609             x = build_real (type, dconst10);
3610           }
3611           break;
3612         default:
3613           gcc_unreachable ();
3614         }
3615       }
3616      (mult (logs { x; }) @0)))))
3618  (for logs (LOG LOG
3619             LOG2 LOG2
3620             LOG10 LOG10)
3621       exps (SQRT CBRT)
3622   (simplify
3623    (logs (exps @0))
3624    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3625     (with {
3626       tree x;
3627       switch (exps)
3628         {
3629         CASE_CFN_SQRT:
3630           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
3631           x = build_real (type, dconsthalf);
3632           break;
3633         CASE_CFN_CBRT:
3634           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
3635           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
3636           break;
3637         default:
3638           gcc_unreachable ();
3639         }
3640       }
3641      (mult { x; } (logs @0))))))
3643  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
3644  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
3645       pows (POW)
3646   (simplify
3647    (logs (pows @0 @1))
3648    (mult @1 (logs @0))))
3650  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0.  */
3651  (for pows (POW)
3652       exps (EXP)
3653       logs (LOG)
3654   (simplify
3655    (pows REAL_CST@0 @1)
3656     (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
3657          && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
3658      (exps (mult (logs @0) @1)))))
3660  (for sqrts (SQRT)
3661       cbrts (CBRT)
3662       pows (POW)
3663       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3664   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
3665   (simplify
3666    (sqrts (exps @0))
3667    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
3668   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
3669   (simplify
3670    (cbrts (exps @0))
3671    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
3672   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
3673   (simplify
3674    (pows (exps @0) @1)
3675    (exps (mult @0 @1))))
3677  /* tan(atan(x)) -> x.  */
3678  (for tans (TAN)
3679       atans (ATAN)
3680   (simplify
3681    (tans (atans @0))
3682    @0)))
3684 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
3685 (simplify
3686  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
3687  (abs @0))
3689 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
3690 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
3691  (simplify
3692   (fns (fns @0))
3693   (fns @0)))
3694 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
3695 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
3696  (simplify
3697   (fns integer_valued_real_p@0)
3698   @0))
3700 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
3701 (simplify
3702  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
3703  (abs @0))
3705 /* pow(1,x) -> 1.  */
3706 (simplify
3707  (POW real_onep@0 @1)
3708  @0)
3710 (simplify
3711  /* copysign(x,x) -> x.  */
3712  (COPYSIGN @0 @0)
3713  @0)
3715 (simplify
3716  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
3717  (COPYSIGN @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
3718  (abs @0))
3720 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
3721  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
3722  (simplify
3723   (scale real_zerop@0 @1)
3724   @0)
3725  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
3726  (simplify
3727   (scale @0 integer_zerop@1)
3728   @0)
3729  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
3730  (simplify
3731   (scale REAL_CST@0 @1)
3732   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
3733    @0)))
3735 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
3736    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
3738    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
3739    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
3740    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
3741    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
3743 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
3744  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
3745  (simplify
3746   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
3747    (SIN @0))
3749  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
3750  (simplify
3751   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
3752   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
3753    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
3755  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
3756  (simplify
3757   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
3758    (TAN @0))
3760  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
3761  (simplify
3762   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
3763    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
3765  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
3766  (simplify
3767   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
3768   (if (! HONOR_NANS (@0)
3769        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3770    (COS @0)))
3772  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
3773  (simplify
3774   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
3775   (if (! HONOR_NANS (@0)
3776        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3777    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
3779  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
3780  (simplify
3781   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
3782    (POW @0 (plus @1 @2)))
3784  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
3785  (simplify
3786   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
3787    (POW (mult @0 @2) @1))
3789  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
3790  (simplify
3791   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
3792    (POWI (mult @0 @2) @1))
3794  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
3795  (simplify
3796   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
3797   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
3798    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
3800  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
3801  (simplify
3802   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
3803    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
3805  (for sqrts (SQRT)
3806       cbrts (CBRT)
3807       pows (POW)
3808   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
3809   (simplify
3810    (sqrts (sqrts @0))
3811    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
3812   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
3813   (simplify
3814    (sqrts (cbrts @0))
3815    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
3816   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
3817   (simplify
3818    (cbrts (sqrts @0))
3819    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
3820   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
3821   (simplify
3822    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
3823    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
3824   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
3825   (simplify
3826    (sqrts (pows @0 @1))
3827    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
3828   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
3829   (simplify
3830    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
3831    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
3832   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
3833   (simplify
3834    (pows (sqrts @0) @1)
3835    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
3836   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
3837   (simplify
3838    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
3839    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
3840   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
3841   (simplify
3842    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
3843    (pows @0 (mult @1 @2))))
3845  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
3846  (simplify
3847   (CABS (complex @0 @0))
3848   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
3850  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
3851  (simplify
3852   (HYPOT @0 @0)
3853   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
3855  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
3856  (for cexps (CEXP)
3857       exps (EXP)
3858       cexpis (CEXPI)
3859   (simplify
3860    (cexps compositional_complex@0)
3861    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
3862     (complex
3863      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
3864      (mult @1 (imagpart @2)))))))
3866 (if (canonicalize_math_p ())
3867  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
3868  (for floors (FLOOR)
3869       truncs (TRUNC)
3870   (simplify
3871    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
3872    (truncs @0))))
3874 (match double_value_p
3875  @0
3876  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
3877 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
3878             BUILT_IN_FLOORL
3879             BUILT_IN_CEILL
3880             BUILT_IN_ROUNDL
3881             BUILT_IN_NEARBYINTL
3882             BUILT_IN_RINTL)
3883      tos (BUILT_IN_TRUNC
3884           BUILT_IN_FLOOR
3885           BUILT_IN_CEIL
3886           BUILT_IN_ROUND
3887           BUILT_IN_NEARBYINT
3888           BUILT_IN_RINT)
3889  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
3890  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
3891   (simplify
3892    (froms (convert double_value_p@0))
3893    (convert (tos @0)))))
3895 (match float_value_p
3896  @0
3897  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
3898 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
3899             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
3900             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
3901             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
3902             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
3903             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
3904      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
3905           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
3906           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
3907           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
3908           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
3909           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
3910  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
3911     if x is a float.  */
3912  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
3913       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
3914   (simplify
3915    (froms (convert float_value_p@0))
3916    (convert (tos @0)))))
3918 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
3919      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
3920  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
3921  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
3922   (simplify
3923    (froms (convert double_value_p@0))
3924    (tos @0))))
3926 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
3927             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
3928      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
3929  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
3930     if x is a float.  */
3931  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
3932   (simplify
3933    (froms (convert float_value_p@0))
3934    (tos @0))))
3936 (if (canonicalize_math_p ())
3937  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
3938  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
3939   (simplify
3940    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
3941    (fix_trunc @0))))
3943 (if (canonicalize_math_p ())
3944  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
3945  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
3946            ICEIL LCEIL LLCEIL
3947            IROUND LROUND LLROUND)
3948   (simplify
3949    (fns integer_valued_real_p@0)
3950    (fix_trunc @0)))
3951  (if (!flag_errno_math)
3952   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
3953   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
3954    (simplify
3955     (rints integer_valued_real_p@0)
3956     (fix_trunc @0)))))
3958 (if (canonicalize_math_p ())
3959  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
3960       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
3961       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
3962   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
3963      sizeof (int) == sizeof (long).  */
3964   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
3965        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
3966    (simplify
3967     (ifn @0)
3968     (lfn:long_integer_type_node @0)))
3969   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
3970      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
3971   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
3972        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
3973    (simplify
3974     (llfn @0)
3975     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
3977 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
3978 (simplify
3979  (CPROJ @0)
3980  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
3981    @0))
3983 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
3984    nonnegative, return (inf + 0i).  */
3985 (simplify
3986  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
3987  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
3988   { build_complex_inf (type, false); }))
3990 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
3991 (simplify
3992  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
3993  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
3994   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
3996 (for pows (POW)
3997      sqrts (SQRT)
3998      cbrts (CBRT)
3999  (simplify
4000   (pows @0 REAL_CST@1)
4001   (with {
4002     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4003     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4004    }
4005    (switch
4006     /* pow(x,0) -> 1.  */
4007     (if (real_equal (value, &dconst0))
4008      { build_real (type, dconst1); })
4009     /* pow(x,1) -> x.  */
4010     (if (real_equal (value, &dconst1))
4011      @0)
4012     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4013     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4014      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4015     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4016     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4017          && canonicalize_math_p ()
4018          && real_equal (value, &dconsthalf))
4019      (sqrts @0))
4020     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4021     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4022          && canonicalize_math_p ()
4023          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4024              real_equal (value, &tmp)))
4025      (cbrts @0))))))
4027 /* powi(1,x) -> 1.  */
4028 (simplify
4029  (POWI real_onep@0 @1)
4030  @0)
4032 (simplify
4033  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4034  (switch
4035   /* powi(x,0) -> 1.  */
4036   (if (wi::eq_p (@1, 0))
4037    { build_real (type, dconst1); })
4038   /* powi(x,1) -> x.  */
4039   (if (wi::eq_p (@1, 1))
4040    @0)
4041   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4042   (if (wi::eq_p (@1, -1))
4043    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4045 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
4047    These are conceptually similar to the transformations performed for
4048    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4049    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4051 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4052    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4053    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4054    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4055    operation and convert the result to the desired type.  */
4056 (for op (plus minus)
4057   (simplify
4058     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4059     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4060          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4061             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4062          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4063          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4064          /* The precision of the type of each operand must match the
4065             precision of the mode of each operand, similarly for the
4066             result.  */
4067          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4068          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4069          && type_has_mode_precision_p (type)
4070          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4071          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4072          && types_match (@0, type)
4073          && (types_match (@0, @1)
4074              /* Or the second operand is const integer or converted const
4075                 integer from valueize.  */
4076              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4077       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4078         (op @0 (convert @1))
4079         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4080          (convert (op (convert:utype @0)
4081                       (convert:utype @1))))))))
4083 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4084    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4085    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4086    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4087    arithmetic operation.  */
4088 (for op (minus plus)
4089  (simplify
4090   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4091   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4092        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4093           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4094        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4095        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4096        /* The precision of the type of each operand must match the
4097           precision of the mode of each operand, similarly for the
4098           result.  */
4099        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4100        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4101        && type_has_mode_precision_p (type)
4102        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4103        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4104        && types_match (@0, @1)
4105        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4106            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4107        && (wi::bit_and (@4, wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4108                         true, TYPE_PRECISION (type))) == 0))
4109    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4110     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4111      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4112     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4113      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4114                (convert:utype @4))))))))
4116 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
4117    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4118 (for op (lt le gt ge)
4119      ext (min min max max)
4120  (simplify
4121   (bit_and (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4122   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4123        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4124    (op @0 (ext @1 @2)))))
4126 (simplify
4127  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4128  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4129  { integer_zero_node; })
4131 (simplify
4132  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4133  (SIGNBIT @0)
4134  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4135   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4137 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4138 (for cmp (eq ne)
4139  (for op (plus minus)
4140       rop (minus plus)
4141   (simplify
4142    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4143    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4144         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4145         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4146         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4147     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4148      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4149           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4150       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4151       (if (single_use (@3))
4152        (cmp @0 { res; }))))))))
4153 (for cmp (lt le gt ge)
4154  (for op (plus minus)
4155       rop (minus plus)
4156   (simplify
4157    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4158    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4159         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4160     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4161      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4162       {
4163         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4164                                 "when simplifying conditional to constant"),
4165                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4166         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4167         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4168         bool ovf_high = wi::lt_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4169                         != (op == MINUS_EXPR);
4170         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4171       }
4172       (if (single_use (@3))
4173        (with
4174         {
4175           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4176                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4177                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4178                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4179         }
4180         (cmp @0 { res; })))))))))
4182 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4184 (simplify
4185  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4186  (switch
4187   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4188        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4189    (switch
4190     (if (integer_zerop (@2))
4191      (view_convert (realpart @0)))
4192     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4193      (view_convert (imagpart @0)))))
4194   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4195        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4196        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4197        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4198        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4199        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4200             && integer_zerop (@2))
4201            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4202               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4203            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4204                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4205                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4206                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4207                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4208                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4209                                             - TYPE_PRECISION (type))
4210                                          : 0)) == 0)))
4211    (convert @0))))
4213 /* Simplify vector extracts.  */
4215 (simplify
4216  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4217  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4218       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4219           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4220               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4221   (with
4222    {
4223      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4224                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4225      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4226      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4227      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4228      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4229    }
4230    (if (n != 0
4231         && (idx % width) == 0
4232         && (n % width) == 0
4233         && ((idx + n) / width) <= TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor)))
4234     (with
4235      {
4236        idx = idx / width;
4237        n = n / width;
4238        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4239        unsigned HOST_WIDE_INT k = 1;
4240        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4241          {
4242            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4243            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4244              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4245          }
4246      }
4247      (switch
4248       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4249       (if ((idx % k) == 0 && (n % k) == 0)
4250        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4251         { build_constructor (type, NULL); }
4252         (with
4253          {
4254            idx /= k;
4255            n /= k;
4256          }
4257          (if (n == 1)
4258           (if (idx < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4259            { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx)->value; }
4260            { build_zero_cst (type); })
4261           {
4262             vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4263             vec_alloc (vals, n);
4264             for (unsigned i = 0;
4265                  i < n && idx + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4266               CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4267                                       CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx + i)->value);
4268             build_constructor (type, vals);
4269           }))))
4270       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4271       (if (idx + n <= (idx / k + 1) * k)
4272        (switch
4273         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / k)
4274          { build_zero_cst (type); })
4275         (if (n == k)
4276          { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / k)->value; })
4277         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / k)->value; }
4278                        @1 { bitsize_int ((idx % k) * width); })))))))))
4280 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4281    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4282    not touching the extraction.  */
4283 (simplify
4284  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4285  (with
4286   {
4287     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4288     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4289       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4290     else
4291       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4292   }
4293   (switch
4294    (if (wi::leu_p (@ipos, @rpos)
4295         && wi::leu_p (wi::add (@rpos, @rsize), wi::add (@ipos, isize)))
4296     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4297                                                  wi::sub (@rpos, @ipos)); }))
4298    (if (wi::geu_p (@ipos, wi::add (@rpos, @rsize))
4299         || wi::geu_p (@rpos, wi::add (@ipos, isize)))
4300     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))