Improve costs for DImode shifts of interger constants.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob6e45836e32be5be25c510c64f26e761a12664e64
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2020 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p)
42 /* Operator lists.  */
43 (define_operator_list tcc_comparison
44   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
45 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
46   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
48   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
50   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
51 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
52 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
54 #include "cfn-operators.pd"
56 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
57    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
58    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
60    Also define operand lists:
62      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
63      X<FN> for all double functions, in the same order
64      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
65 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
66   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
67                                  BUILT_IN_L##FN##F \
68                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
69   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
70                               BUILT_IN_L##FN \
71                               BUILT_IN_LL##FN) \
72   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
73                                  BUILT_IN_L##FN##L \
74                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
77 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
81 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
82 (define_operator_list UNCOND_BINARY
83   plus minus
84   mult trunc_div trunc_mod rdiv
85   min max
86   bit_and bit_ior bit_xor
87   lshift rshift)
88 (define_operator_list COND_BINARY
89   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
90   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
91   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
92   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
93   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
95 /* Same for ternary operations.  */
96 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
97   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
98 (define_operator_list COND_TERNARY
99   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
101 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
102    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
103 (match (nop_convert @0)
104  (convert @0)
105  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
106 (match (nop_convert @0)
107  (view_convert @0)
108  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
109       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
110                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
111       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
113 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
114    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
115    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
116 (simplify (abs (convert @0))
117  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
118       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
119       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
120   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
121    (convert (absu:utype @0)))))
123 #if GIMPLE
124 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
125 (simplify
126  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
127  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
128       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
129       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
130   (abs @0)))
131 #endif
133 /* Simplifications of operations with one constant operand and
134    simplifications to constants or single values.  */
136 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
137   (simplify
138     (op @0 integer_zerop)
139     (non_lvalue @0)))
141 /* 0 +p index -> (type)index */
142 (simplify
143  (pointer_plus integer_zerop @1)
144  (non_lvalue (convert @1)))
146 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
147 (simplify
148  (pointer_diff @0 integer_zerop)
149  (convert @0))
151 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
152    Likewise if the operands are reversed.  */
153 (simplify
154  (plus:c @0 real_zerop@1)
155  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
156   (non_lvalue @0)))
158 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
159 (simplify
160  (minus @0 real_zerop@1)
161  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
162   (non_lvalue @0)))
164 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
165    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
166    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
167    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
168    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
169    would not raise it.   */
170 (for inner_op (plus minus)
171  (for outer_op (plus minus)
172   (simplify
173    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
174     (if (real_zerop (@1)
175          && real_zerop (@2)
176          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
177      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
178                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
179              bool outer_plus
180                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
181                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
182       (if (outer_plus && !inner_plus)
183        (outer_op @0 @2)
184        @3))))))
186 /* Simplify x - x.
187    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
188    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
189    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
190    is volatile.  */
191 (simplify
192  (minus @0 @0)
193  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
194   { build_zero_cst (type); }))
195 (simplify
196  (pointer_diff @@0 @0)
197  { build_zero_cst (type); })
199 (simplify
200  (mult @0 integer_zerop@1)
201  @1)
203 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
204    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
205    same in modes with signed zeros, since multiplying a
206    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
207 (simplify
208  (mult @0 real_zerop@1)
209  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
210   @1))
212 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
213    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
214 (simplify
215  (mult @0 real_onep)
216  (if (!HONOR_SNANS (type)
217       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
218           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
219   (non_lvalue @0)))
221 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
222 (simplify
223  (mult @0 real_minus_onep)
224   (if (!HONOR_SNANS (type)
225        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
226            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
227    (negate @0)))
229 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
230 (simplify
231  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
232   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
233        && get_nonzero_bits (@1) == 1
234        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
235    (bit_and @1 @2)))
237 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
238    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
239 (simplify
240  (mult @0 VECTOR_CST@1)
241  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
242       && !HONOR_SNANS (type)
243       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
244   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
245    (if (itype
246         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
247             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
248                 && optab_handler (and_optab,
249                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
250     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
251                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
253 (for cmp (gt ge lt le)
254      outp (convert convert negate negate)
255      outn (negate negate convert convert)
256  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
257  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
258  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
259  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
260  (simplify
261   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
262   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
263        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
264    (switch
265     (if (types_match (type, float_type_node))
266      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
267     (if (types_match (type, double_type_node))
268      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
269     (if (types_match (type, long_double_type_node))
270      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
271  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
272  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
273  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
274  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
275  (simplify
276   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
277   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
278        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
279    (switch
280     (if (types_match (type, float_type_node))
281      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
282     (if (types_match (type, double_type_node))
283      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
284     (if (types_match (type, long_double_type_node))
285      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
287 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
288 (simplify
289  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
290  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
291   (abs @0)))
293 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
294 (simplify
295  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
296  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
297   (negate (abs @0))))
299 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
300 (simplify
301  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
302  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
303   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
305 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
306 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
307   (simplify
308     (op @0 integer_onep)
309     (non_lvalue @0)))
311 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
312    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
313    toward zero.
314    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
315    Also also widening conversions, like:
316    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
317    or
318    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
319    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
320    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
321    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
322    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
323 (simplify
324  (trunc_div @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
325  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
326       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
327           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
328           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
329       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
330           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
331               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
332                   || (element_precision (type)
333                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
334                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
335                       && (tree_nonzero_bits (@0)
336                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
337                                       true,
338                                       element_precision (type))) == 0)))))
339   (rshift @0 @2)))
341 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
342    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
343    traps enables better optimizations than these anyway.  */
344 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
345  /* 0 / X is always zero.  */
346  (simplify
347   (div integer_zerop@0 @1)
348   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
349   (if (!integer_zerop (@1))
350    @0))
351   /* X / -1 is -X.  */
352  (simplify
353    (div @0 integer_minus_onep@1)
354    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
355     (negate @0)))
356  /* X / X is one.  */
357  (simplify
358   (div @0 @0)
359   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
360      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
361   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
362    { build_one_cst (type); }))
363  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
364  (simplify
365    (div:C @0 (abs @0))
366    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
367         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
368     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
369           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
370  /* X / -X is -1.  */
371  (simplify
372    (div:C @0 (negate @0))
373    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
374         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
375     { build_minus_one_cst (type); })))
377 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
378    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
379 (simplify
380  (floor_div @0 @1)
381  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
382       && TYPE_UNSIGNED (type))
383   (trunc_div @0 @1)))
385 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
386    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
387 (for div (trunc_div exact_div)
388  (simplify
389   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
390   (with {
391     wi::overflow_type overflow;
392     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
393                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
394    }
395    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
396         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
397     (if (!overflow)
398      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
399      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
400           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
401       { build_zero_cst (type); }))))))
403 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
404    overflow is different.  */
405 (simplify
406  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
407  (with {
408    wi::overflow_type overflow;
409    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
410                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
411   }
412   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
413      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
414   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
415    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
417 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
418    NaNs or Infinities.  */
419 (simplify
420  (rdiv @0 @0)
421  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
422       && ! HONOR_NANS (type)
423       && ! HONOR_INFINITIES (type))
424   { build_one_cst (type); }))
426 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
427    NaNs or Infinities.  */
428 (simplify
429  (rdiv:C @0 (negate @0))
430  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
431       && ! HONOR_NANS (type)
432       && ! HONOR_INFINITIES (type))
433   { build_minus_one_cst (type); }))
435 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
436 (simplify
437  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
438   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
439        && ! HONOR_NANS (type)
440        && ! HONOR_INFINITIES (type))
441    (switch
442     (if (types_match (type, float_type_node))
443      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
444     (if (types_match (type, double_type_node))
445      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
446     (if (types_match (type, long_double_type_node))
447      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
449 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
450 (simplify
451  (rdiv @0 real_onep)
452  (if (!HONOR_SNANS (type))
453   (non_lvalue @0)))
455 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
456 (simplify
457  (rdiv @0 real_minus_onep)
458  (if (!HONOR_SNANS (type))
459   (negate @0)))
461 (if (flag_reciprocal_math)
462  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
463  (simplify
464   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
465   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
467  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
468  (simplify
469   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
470   (with
471    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
472    (if (tem)
473     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
475  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
476  (simplify
477   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
478    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
480 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
481 (simplify
482  (rdiv @0 (negate @1))
483  (rdiv (negate @0) @1))
485 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
486  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
487     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
488  (for op (lt le gt ge)
489       neg_op (gt ge lt le)
490   (simplify
491    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
492    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
493     (switch
494      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
495       (op @1 @2))
496      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
497      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
498       (neg_op @1 @2)))))))
500 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
501 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
502  (simplify
503   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
504   (if (integer_pow2p (@2)
505        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
506        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
507        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
508    (rshift (convert @0)
509            { build_int_cst (integer_type_node,
510                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
512 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
513    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
514    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
515    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
516    tell if it is or not in a portable manner.  */
517 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
518  (simplify
519   (rdiv @0 cst@1)
520   (if (optimize)
521    (if (flag_reciprocal_math
522         && !real_zerop (@1))
523     (with
524      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
525      (if (tem)
526       (mult @0 { tem; } )))
527     (if (cst != COMPLEX_CST)
528      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
529       (if (inverse)
530        (mult @0 { inverse; } ))))))))
532 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
533  /* 0 % X is always zero.  */
534  (simplify
535   (mod integer_zerop@0 @1)
536   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
537   (if (!integer_zerop (@1))
538    @0))
539  /* X % 1 is always zero.  */
540  (simplify
541   (mod @0 integer_onep)
542   { build_zero_cst (type); })
543  /* X % -1 is zero.  */
544  (simplify
545   (mod @0 integer_minus_onep@1)
546   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
547    { build_zero_cst (type); }))
548  /* X % X is zero.  */
549  (simplify
550   (mod @0 @0)
551   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
552   (if (!integer_zerop (@0))
553    { build_zero_cst (type); }))
554  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
555  (simplify
556   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
557   @2)
558  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
559  (simplify
560   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
561   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
562        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
563        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
564                              TYPE_SIGN (type)))
565    { build_zero_cst (type); }))
566  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
567     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
568  (for cmp (eq ne)
569   (simplify
570    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
571    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
572     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
573      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
575 /* X % -C is the same as X % C.  */
576 (simplify
577  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
578   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
579        && !TREE_OVERFLOW (@1)
580        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
581        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
582        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
583        && !sign_bit_p (@1, @1))
584    (trunc_mod @0 (negate @1))))
586 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
587 (simplify
588  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
589  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
590       && !TYPE_UNSIGNED (type)
591       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
592       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
593       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
594          Y might be -1, because we would then change valid
595          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
596       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
597           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
598                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
599   (trunc_mod @0 (convert @1))))
601 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
602 (simplify
603  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
604  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
605   (convert (trunc_mod @0 @1))))
607 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
608    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
609    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
610    to A & ((C << N) - 1).  */
611 (match (power_of_two_cand @1)
612  INTEGER_CST@1)
613 (match (power_of_two_cand @1)
614  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
615 (for mod (trunc_mod floor_mod)
616  (simplify
617   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
618   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
619         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
620         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
621         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
622    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
624 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
625 (simplify
626  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
627  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
628   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
629                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
630                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
631                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
633 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
634 (simplify
635  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
636  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
637   (bit_and @0 (negate @1))))
639 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
640 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
641  (simplify
642   (div (mult:c @0 @1) @1)
643   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
644        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
645    @0)))
647 (for op (negate abs)
648  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
649  (for coss (COS COSH)
650   (simplify
651    (coss (op @0))
652     (coss @0)))
653  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
654  (for pows (POW)
655   (simplify
656    (pows (op @0) REAL_CST@1)
657    (with { HOST_WIDE_INT n; }
658     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
659      (pows @0 @1)))))
660  /* Likewise for powi.  */
661  (for pows (POWI)
662   (simplify
663    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
664    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
665     (pows @0 @1))))
666  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
667  (for hypots (HYPOT)
668   (simplify
669    (hypots (op @0) @1)
670    (hypots @0 @1))
671   (simplify
672    (hypots @0 (op @1))
673    (hypots @0 @1)))
674  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
675  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
676   (simplify
677    (copysigns (op @0) @1)
678    (copysigns @0 @1))))
680 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
681 (simplify
682  (mult (abs@1 @0) @1)
683  (mult @0 @0))
685 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
686 (simplify
687  (mult (absu@1 @0) @1)
688  (mult (convert@2 @0) @2))
690 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
691 (for coss (COS COSH)
692      copysigns (COPYSIGN)
693  (simplify
694   (coss (copysigns @0 @1))
695    (coss @0)))
697 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
698 (for pows (POW)
699      copysigns (COPYSIGN)
700  (simplify
701   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
702   (with { HOST_WIDE_INT n; }
703    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
704     (pows @0 @1)))))
705 /* Likewise for powi.  */
706 (for pows (POWI)
707      copysigns (COPYSIGN)
708  (simplify
709   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
710   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
711    (pows @0 @1))))
713 (for hypots (HYPOT)
714      copysigns (COPYSIGN)
715  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
716  (simplify
717   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
718   (hypots @0 @2))
719  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
720  (simplify
721   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
722   (hypots @0 @1)))
724 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
725 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
726  (simplify
727   (copysigns @0 REAL_CST@1)
728   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
729    (negate (abs @0))
730    (abs @0))))
732 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
733 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
734  (simplify
735   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
736   (copysigns @0 @2)))
738 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
739 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
740  (simplify
741   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
742   (mult @0 @0)))
744 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
745 (for ccoss (CCOS CCOSH)
746  (simplify
747   (ccoss (negate @0))
748    (ccoss @0)))
750 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
751 (for ops (conj negate)
752  (for cabss (CABS)
753   (simplify
754    (cabss (ops @0))
755    (cabss @0))))
757 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
758 (simplify
759  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
760   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
761        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
762    (lshift @0 @2)))
764 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
765    into ((1 << C) >> x). */
766 (simplify
767  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
768   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
769        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
770        && single_use (@1))
771    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
772      (rshift (lshift @0 @2) @3)
773    (with
774     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
775     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
777 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
778 (simplify
779  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
780   (if (flag_associative_math
781        && single_use (@3))
782    (with
783     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
784     (if (tem)
785      (rdiv { tem; } @1)))))
787 /* Simplify ~X & X as zero.  */
788 (simplify
789  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
790   { build_zero_cst (type); })
792 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
793 (simplify
794   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
795   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
796     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
798 (for bitop (bit_and bit_ior)
799      cmp (eq ne)
800  /* PR35691: Transform
801     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
802     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
803  (simplify
804   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
805    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
806         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
807         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
808     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
809  /* Transform:
810     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
811     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
812  (simplify
813   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
814    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
815         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
816         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
817     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
819 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
820 (simplify
821  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
822   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
823 (simplify
824  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
825  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
826   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
828 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
829 (simplify
830  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
831   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
833 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
834 (for op (bit_ior bit_xor plus)
835  (simplify
836   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
837    (bit_xor @0 @1))
838  (simplify
839   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
840   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
841    (bit_xor @0 @1))))
843 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
844 (simplify
845   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
846   (bit_ior @0 @1))
848 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
849 (simplify
850  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
851  @2)
853 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
854 (simplify
855  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
856  (bit_not (bit_and @0 @1)))
858 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
859 (simplify
860  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
861  (bit_ior @0 @1))
863 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
864 (simplify
865  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
866  (bit_and @0 @1))
868 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
869 (simplify
870  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
871  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
873 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
874 (for op (bit_and bit_xor)
875  (simplify
876   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
877   @2))
879 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
880 (simplify
881  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
882  @2)
884 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
885 (simplify
886  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
887  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
889 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
890 (simplify
891  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
892  (bit_and @0 (bit_not @1)))
894 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
895 #if GIMPLE
896 (simplify
897  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
898  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
899       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
900   (bit_xor @0 @1)))
901 #endif
903 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
904    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
905    Similarly if (N & M) == 0,
906    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
907    and for - instead of + (or unary - instead of +)
908    and/or ^ instead of |.
909    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
910 (for op (plus minus)
911  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
912   (simplify
913    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
914     (with
915      { tree pmop[2];
916        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
917                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
918                                        NULL_TREE, pmop); }
919      (if (utype)
920       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
921                             (convert:utype { pmop[1]; }))
922                         (convert:utype @2))))))
923   (simplify
924    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
925     (with
926      { tree pmop[2];
927        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
928                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
929                                        @4, pmop); }
930      (if (utype)
931       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
932                             (convert:utype { pmop[1]; }))
933                         (convert:utype @2)))))))
934  (simplify
935   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
936    (with
937     { tree pmop[2];
938       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
939                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
940                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
941     (if (utype)
942      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
943                            (convert:utype { pmop[1]; }))
944                        (convert:utype @2)))))))
945 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
946  (simplify
947   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
948    (with
949     { tree pmop[2];
950       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
951                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
952                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
953     (if (utype)
954      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
955                        (convert:utype @1)))))))
957 /* X % Y is smaller than Y.  */
958 (for cmp (lt ge)
959  (simplify
960   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
961   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
962    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
963 (for cmp (gt le)
964  (simplify
965   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
966   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
967    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
969 /* x | ~0 -> ~0  */
970 (simplify
971  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
972  @1)
974 /* x | 0 -> x  */
975 (simplify
976  (bit_ior @0 integer_zerop)
977  @0)
979 /* x & 0 -> 0  */
980 (simplify
981  (bit_and @0 integer_zerop@1)
982  @1)
984 /* ~x | x -> -1 */
985 /* ~x ^ x -> -1 */
986 /* ~x + x -> -1 */
987 (for op (bit_ior bit_xor plus)
988  (simplify
989   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
990   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
992 /* x ^ x -> 0 */
993 (simplify
994   (bit_xor @0 @0)
995   { build_zero_cst (type); })
997 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
998 (simplify
999   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1000   (bit_not @0))
1002 /* x & ~0 -> x  */
1003 (simplify
1004  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1005   (non_lvalue @0))
1007 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1008 (for bitop (bit_and bit_ior)
1009  (simplify
1010   (bitop @0 @0)
1011   (non_lvalue @0)))
1013 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1014 #if GIMPLE
1015 (simplify
1016  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1017  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1018       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1019   @0))
1020 #endif
1022 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1023 (simplify
1024  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1025  (plus @0 @1))
1026 (simplify
1027  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1028  (minus @0 @1))
1030 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1031 (simplify
1032  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1033  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1035 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1036 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1037 (for bitop (bit_and bit_ior)
1038  (simplify
1039   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1040   (bitop @0 (bit_not @1))))
1042 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1043 (simplify
1044  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1045  @2)
1047 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1048 (simplify
1049  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1050  (bit_not @0))
1052 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1053 (simplify
1054  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1055  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1057 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1058 (simplify
1059  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1060  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1062 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1063 (simplify
1064  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1065  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1067 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1068 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1069 (for bitop (bit_and bit_ior)
1070      rbitop (bit_ior bit_and)
1071  (simplify
1072   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1073   (bitop @1 @2)))
1075 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1076 (simplify
1077  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1078  (bit_xor @0 @1))
1080 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1081 (simplify
1082  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1083  (bit_and @0 @1))
1085 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1086 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1087 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1088 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1089  (simplify
1090   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1091   (bit_ior @0 @1)))
1093 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1094 (simplify
1095  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1096  (plus @0 @1))
1098 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1099 (simplify
1100  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1101  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1102       && !TYPE_SATURATING (type))
1103   (bit_and @0 @1)))
1105 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1106 (simplify
1107  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1108  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1109       && !TYPE_SATURATING (type))
1110   (bit_ior @0 @1)))
1112 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1113 (simplify
1114  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1115  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1117 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1118 (simplify
1119  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1120  (bit_and @0 @1))
1122 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1123 (simplify
1124  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1125  (bit_xor @0 @1))
1127 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1128 (simplify
1129  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1130  (bit_xor @0 @1))
1132 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1133 (simplify
1134  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1135  (bit_and @0 @1))
1137 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1138 (simplify
1139  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1140  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1142 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1143 (simplify
1144  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1145  (bit_xor @0 @1))
1147 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1148 (simplify
1149  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1150                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1151        integer_all_onesp)
1152  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1153       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1154       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1155       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1156  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1157 (simplify
1158  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1159                                integer_all_onesp))
1160        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1161  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1162       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1163       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1164       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1165  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1166 (simplify
1167  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1168        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1169                                integer_onep)))
1170  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1171       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1172       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1173       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1174  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1176 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1177    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1178 (for op (bit_and bit_ior)
1179      rop (bit_ior bit_and)
1180  (simplify
1181   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1182   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1183        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1184    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1186 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1187    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1188    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1189    simplifications.  */
1190 (for op (bit_xor plus)
1191  (simplify
1192   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1193       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1194   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1195        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1196        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1197    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1199 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1200 (simplify
1201  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1202  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1203   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1205 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1206 (simplify
1207  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1208  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1209       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1210   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1212 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1213 (simplify
1214  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1215  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1216   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1218 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1219 (for opo (bit_and bit_xor)
1220      opi (bit_xor bit_and)
1221  (simplify
1222   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1223   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1225 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1226    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1227    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1228    constants are involved.  For example, convert
1229      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1230    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1231 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1232      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1233  (simplify
1234   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1235   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1236        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1237    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1239 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1240 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1241    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1242 (for op (bit_and bit_ior)
1243  (simplify
1244   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1245   @2))
1246 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1247 (simplify
1248  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1249  (convert @0))
1250 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1251    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1252 (for op (bit_and bit_ior)
1253  (simplify
1254   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1255   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1256        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1257    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1258     (op @3 (convert @2))
1259     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1260      (op (convert @1) @5))))))
1261 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1262 (simplify
1263  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1264  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1265       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1266   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1268 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1269    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1270 (simplify
1271  (abs (abs@1 @0))
1272  @1)
1274 (simplify
1275  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1276  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1277   @1))
1279 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1280 (simplify
1281  (abs (negate @0))
1282  (abs @0))
1284 (simplify
1285  (absu (negate @0))
1286  (absu @0))
1288 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1289 (simplify
1290  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1291  @0)
1293 (simplify
1294  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1295  (convert @0))
1297 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1298 (match negate_expr_p
1299  INTEGER_CST
1300  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1301        && TYPE_UNSIGNED (type))
1302       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1303           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1304 (match negate_expr_p
1305  FIXED_CST)
1306 (match negate_expr_p
1307  (negate @0)
1308  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1309 (match negate_expr_p
1310  REAL_CST
1311  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1312 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1313    ways.  */
1314 (match negate_expr_p
1315  VECTOR_CST
1316  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1317 (match negate_expr_p
1318  (minus @0 @1)
1319  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1320       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1321           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1322           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1324 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1325 (simplify
1326  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1327   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1328        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1329    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1331 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1332 (simplify
1333  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1334  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1335       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1336   (minus (negate @1) @0)))
1338 /* -(A - B) -> B - A.  */
1339 (simplify
1340  (negate (minus @0 @1))
1341  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1342       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1343           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1344           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1345   (minus @1 @0)))
1346 (simplify
1347  (negate (pointer_diff @0 @1))
1348  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1349   (pointer_diff @1 @0)))
1351 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1352 (simplify
1353  (minus @0 negate_expr_p@1)
1354  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1355  (plus @0 (negate @1))))
1357 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1358    when profitable.
1359    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1360    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1361    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1362    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1363 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1364  (simplify
1365   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1366   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1367          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1368          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1369         || types_match (@0, @1))
1370        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1371           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1372           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1373           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1374           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1375        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1376        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1377               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1378            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1379            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1380               mode.  */
1381            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1382            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1383               of its mode.  */
1384            || !type_has_mode_precision_p (type)
1385            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1386               in smaller IL.  */
1387            || (GIMPLE
1388                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1389                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1390                && single_use (@2)
1391                && single_use (@3))))
1392    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1393  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1394     in smaller IL.  */
1395  (simplify
1396   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1397   (if (GIMPLE
1398        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1399        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1400        && types_match (type, @0))
1401    (bitop @0 (convert @1)))))
1403 (for bitop (bit_and bit_ior)
1404      rbitop (bit_ior bit_and)
1405   /* (x | y) & x -> x */
1406   /* (x & y) | x -> x */
1407  (simplify
1408   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1409   @0)
1410  /* (~x | y) & x -> x & y */
1411  /* (~x & y) | x -> x | y */
1412  (simplify
1413   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1414   (bitop @0 @1)))
1416 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1417 (simplify
1418   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1419   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1421 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1422 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1423  (simplify
1424   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1425   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1426    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1427       folded to a constant.  */
1428    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1429    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1430       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1431       the values involved are such that the operation can't be decided at
1432       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1433       that combination can be decided at compile time.
1435       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1436       oscillation.  */
1437    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1438     (if (cst1)
1439      (bitop @1 { cst1; })
1440      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1441       (if (cst2)
1442        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1444 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1445    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1446 (match truth_valued_p
1447  @0
1448  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1449 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1450  (match truth_valued_p
1451   (op @0 @1)))
1452 (match truth_valued_p
1453   (truth_not @0))
1455 (match (logical_inverted_value @0)
1456  (truth_not @0))
1457 (match (logical_inverted_value @0)
1458  (bit_not truth_valued_p@0))
1459 (match (logical_inverted_value @0)
1460  (eq @0 integer_zerop))
1461 (match (logical_inverted_value @0)
1462  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1463 (match (logical_inverted_value @0)
1464  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1466 /* X & !X -> 0.  */
1467 (simplify
1468  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1469  { build_zero_cst (type); })
1470 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1471 (for op (bit_ior bit_xor)
1472  (simplify
1473   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1474   { constant_boolean_node (true, type); }))
1475 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1476 (for op (eq ne)
1477  (simplify
1478   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1479   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1481 /* ~~x -> x */
1482 (simplify
1483   (bit_not (bit_not @0))
1484   @0)
1486 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1487 (simplify
1488  (bit_not (convert? (negate @0)))
1489  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1490       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1491   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1493 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1494 (simplify
1495  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1496  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1498 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1499 (simplify
1500  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1501  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1502       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1503   (convert (negate @0))))
1504 (simplify
1505  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1506  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1507       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1508   (convert (negate @0))))
1510 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1511 (simplify
1512  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1513  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1514   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1515 (simplify
1516  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1517  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1518   (convert (bit_xor @0 @1))))
1520 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1521 (simplify
1522  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1523  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1524   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1526 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1527 (simplify
1528  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1529  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1531 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1532 (simplify
1533  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1534  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1535       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1536   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1538 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1539 (for cmp (gt lt ge le)
1540 (simplify
1541  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1542   (if (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@2))
1543    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1545 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1546    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1547 (for cmp (eq ne)
1548  (simplify
1549   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1550   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1551        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1552        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1553    (cmp @0 @2))))
1555 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1556    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1557 (for cmp (eq ne)
1558  (simplify
1559   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1560   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1561        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1562        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1563    (cmp @0 @2))))
1565 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1566    x * C RELOP y * C into:
1568    x RELOP y for nonnegative C
1569    y RELOP x for negative C  */
1570 (for cmp (lt gt le ge)
1571  (simplify
1572   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1573   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1574        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1575    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1576     (cmp @0 @2)
1577    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1578         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1579     (cmp @2 @0))))))
1581 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1582 (for cmp (le gt)
1583      icmp (gt le)
1584  (simplify
1585   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1586    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1587         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1588         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1589         && (wi::to_wide (@2)
1590             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1591     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1592      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1594 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1595 (for cmp (simple_comparison)
1596  (simplify
1597   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1598   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1599        && types_match (@0, @1))
1600    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1601     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1602      (cmp @1 @0)
1603      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1604       (with
1605        {
1606         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1607        }
1608        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1609     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1610      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1611       (cmp @0 @1)
1612       (with
1613        {
1614         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1615        }
1616        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1618 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1619 (for cmp (simple_comparison)
1620  (simplify
1621   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1622   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1623        && integer_nonzerop (@1)
1624        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1625        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1626    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1627            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1628                                                    &neg_overflow); }
1629     (switch
1630      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1631        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1632         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1633         (if (code == LT_EXPR)
1634          (lt @0 { lo; })
1635          (ge @0 { lo; }))))
1636      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1637        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1638         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1639         (if (code == LE_EXPR)
1640          (le @0 { hi; })
1641          (gt @0 { hi; }))))
1642      (if (!lo && !hi)
1643       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1644      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1645       (ge @0 { lo; }))
1646      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1647       (le @0 { hi; }))
1648      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1649       (lt @0 { lo; }))
1650      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1651       (gt @0 { hi; }))
1652      (if (GENERIC)
1653       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1654                            lo, hi); })
1655      (with
1656       {
1657         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1658         if (etype)
1659           {
1660             hi = fold_convert (etype, hi);
1661             lo = fold_convert (etype, lo);
1662             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1663           }
1664       }
1665       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1666        (if (code == EQ_EXPR)
1667         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1668         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1670 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1671 (for op (lt le ge gt)
1672  (simplify
1673   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1674   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1675        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1676    (op @0 @1))))
1677 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1678 (for op (eq ne minus)
1679  (simplify
1680   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1681   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1682        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1683            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1684    (op @0 @1))))
1686 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1687 (for op (lt le ge gt)
1688  (simplify
1689   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1690   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1691        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1692    (op @0 @1))))
1693 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1694 (for op (eq ne minus)
1695  (simplify
1696   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1697   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1698        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1699            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1700    (op @0 @1))))
1701 /* And for pointers...  */
1702 (for op (simple_comparison)
1703  (simplify
1704   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1705   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1706    (op @0 @1))))
1707 (simplify
1708  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1709  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1710       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1711   (pointer_diff @0 @1)))
1713 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1714 (for op (lt le ge gt)
1715  (simplify
1716   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1717   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1718        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1719    (op @1 @0))))
1720 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1721 (for op (eq ne minus)
1722  (simplify
1723   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1724   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1725        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1726            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1727    (op @1 @0))))
1728 /* And for pointers...  */
1729 (for op (simple_comparison)
1730  (simplify
1731   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1732   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1733    (op @1 @0))))
1734 (simplify
1735  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1736  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1737       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1738   (pointer_diff @1 @0)))
1740 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1741 (for op (lt le gt ge)
1742  (simplify
1743   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1744   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1745        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1746        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1747        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1748    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1749 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1750 (for op (eq ne)
1751  (simplify
1752   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1753   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1754        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1755            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1756        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1757        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1758        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1759    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1760  (simplify
1761   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1762   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1763        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1764        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1765    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1767 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1768    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1769 (for op (simple_comparison)
1770  (simplify
1771   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1772   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1773        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1774            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1775                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1776        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1777    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1779 /* Transform:
1780    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1781    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1782 (for cmp (eq ne)
1783      ocmp (lt ge)
1784  (simplify
1785   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1786   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1787        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1788        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1789        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1790    (ocmp @0 @1))))
1792 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1793 (for cmp (eq ne)
1794  (simplify
1795   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1796   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1797    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1799 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1800    possibly set.  */
1801 (match with_possible_nonzero_bits
1802  INTEGER_CST@0)
1803 (match with_possible_nonzero_bits
1804  SSA_NAME@0
1805  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1806 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1807 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1808  with_possible_nonzero_bits@0)
1809 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1810  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1812 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1813    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1814 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1815  INTEGER_CST@0)
1816 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1817  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1819 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1820 (for cmp (eq ne)
1821  (simplify
1822   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1823   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1824    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1826 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1827    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1828    zero throughout its computed value range,
1829    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1830    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1831    and 0's otherwise.
1832    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1833    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1834    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1836 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1837      outer_op (bit_xor bit_ior)
1838 (simplify
1839  (outer_op
1840   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1841  (with
1842   {
1843     bool fail = false;
1844     wide_int zero_mask_not;
1845     wide_int C0;
1846     wide_int cst_emit;
1848     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1849       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1850     else
1851       fail = true;
1853     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1854       {
1855         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1856         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1857       }
1858     else
1859       {
1860         C0 = wi::to_wide (@0);
1861         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1862       }
1863   }
1864   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1865    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1866    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1867     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1869 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1870 (simplify
1871   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1872   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1874 /* Pattern match
1875      tem1 = (long) ptr1;
1876      tem2 = (long) ptr2;
1877      tem3 = tem2 - tem1;
1878      tem4 = (unsigned long) tem3;
1879      tem5 = ptr1 + tem4;
1880    and produce
1881      tem5 = ptr2;  */
1882 (simplify
1883   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1884   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1885   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1886        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1887             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1888    @1))
1889 (simplify
1890   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1891   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1892    (convert @1)))
1894 /* Pattern match
1895      tem = (sizetype) ptr;
1896      tem = tem & algn;
1897      tem = -tem;
1898      ... = ptr p+ tem;
1899    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1900      ... = ptr & ~algn;  */
1901 (simplify
1902   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1903   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1904    (bit_and @0 { algn; })))
1906 /* Try folding difference of addresses.  */
1907 (simplify
1908  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1909  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1910   (with { poly_int64 diff; }
1911    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1912     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1913 (simplify
1914  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1915  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1916   (with { poly_int64 diff; }
1917    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1918     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1919 (simplify
1920  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1921  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1922       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1923   (with { poly_int64 diff; }
1924    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1925     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1926 (simplify
1927  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1928  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1929       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1930   (with { poly_int64 diff; }
1931    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1932     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1934 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
1935 (simplify
1936  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
1937  (if (POINTER_TYPE_P (type))
1938   { build_fold_addr_expr_with_type
1939       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
1940                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
1941                type); }))
1943 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1944    be able to fold this expression using the object or function's
1945    alignment.  */
1946 (simplify
1947  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1948  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1949       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1950   (with
1951    {
1952      unsigned int align;
1953      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1954      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1955    }
1956    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1957     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1958                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1960 (match min_value
1961  INTEGER_CST
1962  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1963       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
1965 (match max_value
1966  INTEGER_CST
1967  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1968       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
1970 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
1971    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
1972 (for eqne (eq ne)
1973  (simplify
1974   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
1975    (switch
1976     (if (eqne == EQ_EXPR)
1977      { constant_boolean_node (false, type); })
1978     (if (eqne == NE_EXPR)
1979      @2)
1980     )))
1982 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
1983    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
1984 (for eqne (eq ne)
1985  (simplify
1986   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
1987    (switch
1988     (if (eqne == EQ_EXPR)
1989      { constant_boolean_node (false, type); })
1990     (if (eqne == NE_EXPR)
1991      @2)
1992     )))
1994 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
1995 (simplify
1996  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
1997   @2)
1999 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2000 (simplify
2001  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2002   @2)
2004 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2005 (simplify
2006  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2007   @2)
2009 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2010 (simplify
2011  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2012   { constant_boolean_node (true, type); })
2014 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2015 (simplify
2016  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2017   @2)
2019 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2020 (simplify
2021  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2022   @2)
2024 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2025    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2026 (for eqne (eq ne)
2027  (simplify
2028   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2029    (switch
2030     (if (eqne == EQ_EXPR)
2031      @2)
2032     (if (eqne == NE_EXPR)
2033      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2035 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2036    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2038 (for code1 (eq ne)
2039  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2040   (simplify
2041    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2042     (with
2043      {
2044       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2045       bool val;
2046       switch (code2)
2047          {
2048         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2049         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2050         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2051         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2052         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2053         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2054         default: gcc_unreachable ();
2055         }
2056      }
2057      (switch
2058       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2059       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2060       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2062 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2064 (for code1 (lt le gt ge)
2065  (for code2 (lt le gt ge)
2066   (simplify
2067   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2068    (with
2069     {
2070      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2071     }
2072     (switch
2073      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2074      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2075           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2076       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2077        @3
2078        @4))
2079      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2080      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2081           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2082       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2083        @3
2084        @4))
2085      /* Check for singleton ranges.  */
2086      (if (cmp == 0
2087           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2088             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2089       (eq @0 @1))
2090      /* Check for disjoint ranges.  */
2091      (if (cmp <= 0
2092           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2093           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2094       { constant_boolean_node (false, type); })
2095      (if (cmp >= 0
2096           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2097           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2098       { constant_boolean_node (false, type); })
2099      )))))
2101 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2102    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2104 (for code1 (eq ne)
2105  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2106   (simplify
2107    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2108     (with
2109      {
2110       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2111       bool val;
2112       switch (code2)
2113         {
2114         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2115         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2116         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2117         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2118         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2119         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2120         default: gcc_unreachable ();
2121         }
2122      }
2123      (switch
2124       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2125       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2126       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2128 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2130 (for code1 (lt le gt ge)
2131  (for code2 (lt le gt ge)
2132   (simplify
2133   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2134    (with
2135     {
2136      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2137     }
2138     (switch
2139      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2140      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2141           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2142       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2143        @4
2144        @3))
2145      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2146      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2147           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2148       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2149        @4
2150        @3))
2151      /* Check for singleton ranges.  */
2152      (if (cmp == 0
2153           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2154               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2155       (ne @0 @2))
2156      /* Check for disjoint ranges.  */
2157      (if (cmp >= 0
2158           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2159           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2160       { constant_boolean_node (true, type); })
2161      (if (cmp <= 0
2162           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2163           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2164       { constant_boolean_node (true, type); })
2165      )))))
2167 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2168 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2170  /* Contract negates.  */
2171  /* A + (-B) -> A - B */
2172  (simplify
2173   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2174   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2175   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2176        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2177    (with
2178     {
2179      tree t1 = type;
2180      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2181          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2182        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2183     }
2184     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2185  /* A - (-B) -> A + B */
2186  (simplify
2187   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2188   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2189        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2190    (with
2191     {
2192      tree t1 = type;
2193      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2194          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2195        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2196     }
2197     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2198  /* -(T)(-A) -> (T)A
2199     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2200     happen without overflow.  */
2201  (simplify
2202   (negate (convert (negate @1)))
2203   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2204        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2205            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2206                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2207        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2208        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2209    (convert @1)))
2210  (simplify
2211   (negate (convert negate_expr_p@1))
2212   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2213        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2214             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2215             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2216            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2217    (convert (negate @1))))
2218  (simplify
2219   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2220   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2221        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2222    (view_convert @1)))
2224  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2225     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2226  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2227       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2229   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2230      irrespective of overflow issues.  */
2231   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2232   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2233   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2234   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2235   (simplify
2236    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2237    (view_convert @1))
2238   (simplify
2239    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2240    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2241         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2242    (negate (view_convert @1))
2243    (view_convert (negate @1))))
2244   (simplify
2245    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2246    (view_convert @0))
2247   (simplify
2248    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2249     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2250          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2251      (negate (view_convert @1))
2252      (view_convert (negate @1))))
2253   (simplify
2254    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2255    (view_convert @1))
2256   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2257   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2258   /* More cases are handled with comparisons.  */
2259   (simplify
2260    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2261    (plus @2 @1))
2262   (simplify
2263    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2264    (minus @2 @1))
2265   (simplify
2266    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2267    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2268         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2269     (pointer_diff @2 @1)))
2270   (simplify
2271    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2272    (plus @1 @2))
2274   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2275      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2276      scalars.  */
2277   (for outer_op (plus minus)
2278    (for inner_op (plus minus)
2279         neg_inner_op (minus plus)
2280     (simplify
2281      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2282                CONSTANT_CLASS_P@2)
2283      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2284      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2285       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2286          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2287       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2288        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2289         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2290         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2291       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2292            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2293        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2294         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2295         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2296        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2297           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2298           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2299        (if (types_match (type, @0))
2300         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2301                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2302                                         type, @1, @2); }
2303          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2304           (inner_op @0 { cst; } )
2305           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2306           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2307                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2308            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2309            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2310            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2311             (if (utype)
2312              (view_convert (inner_op
2313                             (view_convert:utype @0)
2314                             (view_convert:utype
2315                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2317   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2318   (for outer_op (plus minus)
2319    (simplify
2320     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2321     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2322     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2323      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2324         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2325      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2326       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2327      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2328           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2329       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2330       (if (types_match (type, @0))
2331        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2332         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2333          (minus { cst; } @0))))))))
2335   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2336      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2337      scalars.  */
2338   (simplify
2339    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2340    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2341    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2342     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2343       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2344     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2345      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2346     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2347          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2348      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2349      (if (types_match (type, @0))
2350       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2351        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2352         (plus { cst; } @0)))))))
2354 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2355 #if GIMPLE
2356   (simplify
2357    (plus (convert SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2358     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2359          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2360          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2361          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2362      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2363         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2364      (with
2365       {
2366         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2367                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2368         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2370         wide_int w1
2371           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2372                             TYPE_SIGN (inner_type));
2374         wide_int wmin0, wmax0;
2375         if (get_range_info (@0, &wmin0, &wmax0) == VR_RANGE)
2376           {
2377             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2378             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2379           }
2380       }
2381      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2382       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2383      )))
2384 #endif
2386 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2387 #if GIMPLE
2388   (for op (plus minus)
2389    (simplify
2390     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2391      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2392           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2393           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2394           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2395           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2396           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2397        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2398 #endif
2400   /* ~A + A -> -1 */
2401   (simplify
2402    (plus:c (bit_not @0) @0)
2403    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2404     { build_all_ones_cst (type); }))
2406   /* ~A + 1 -> -A */
2407   (simplify
2408    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2409    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2410     (negate (convert @0))))
2412   /* -A - 1 -> ~A */
2413   (simplify
2414    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2415    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2416         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2417     (bit_not (convert @0))))
2419   /* -1 - A -> ~A */
2420   (simplify
2421    (minus integer_all_onesp @0)
2422    (bit_not @0))
2424   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2425   (simplify
2426    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2427     (convert? @0))
2428    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2429         /* For integer types, if A has a smaller type
2430            than T the result depends on the possible
2431            overflow in P + A.
2432            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2433            However, if an overflow in P + A would cause
2434            undefined behavior, we can assume that there
2435            is no overflow.  */
2436         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2437             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2438     (convert @1)))
2439   (simplify
2440    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2441     (convert @0))
2442    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2443         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2444            final type requires a sign- or zero-extension,
2445            then we have to punt - it is not defined which
2446            one is correct.  */
2447         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2448             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2449             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2450     (convert @1)))
2451    (simplify
2452     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2453     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2454        thus sign-extended if necessary.  */
2455     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2456      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2457         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2458         we don't want to diagnose overflow here.  */
2459      (convert (view_convert:stype @1))))
2461   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2462   (simplify
2463    (minus (convert? @0)
2464     (convert (plus:c @@0 @1)))
2465    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2466         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2467         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2468     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2469      (convert (negate (convert:utype @1))))
2470     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2471          /* For integer types, if A has a smaller type
2472             than T the result depends on the possible
2473             overflow in P + A.
2474             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2475             However, if an overflow in P + A would cause
2476             undefined behavior, we can assume that there
2477             is no overflow.  */
2478          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2479              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2480      (negate (convert @1)))))
2481   (simplify
2482    (minus (convert @0)
2483     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2484    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2485         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2486         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2487     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2488      (convert (negate (convert:utype @1))))
2489     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2490          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2491             final type requires a sign- or zero-extension,
2492             then we have to punt - it is not defined which
2493             one is correct.  */
2494          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2495              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2496              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2497      (negate (convert @1)))))
2498    (simplify
2499     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2500     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2501        thus sign-extended if necessary.  */
2502     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2503      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2504         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2505         we don't want to diagnose overflow here.  */
2506      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2508   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2509   (simplify
2510    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2511     (convert (plus:c @0 @2)))
2512    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2513         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2514         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2515         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2516     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2517      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2518     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2519           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2520          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2521              /* For integer types, if A has a smaller type
2522                 than T the result depends on the possible
2523                 overflow in P + A.
2524                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2525                 However, if an overflow in P + A would cause
2526                 undefined behavior, we can assume that there
2527                 is no overflow.  */
2528              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2529                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2530                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2531                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2532      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2533   (simplify
2534    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2535     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2536    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2537         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2538         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2539     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2540      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2541     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2542          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2543             final type requires a sign- or zero-extension,
2544             then we have to punt - it is not defined which
2545             one is correct.  */
2546          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2547              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2548              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2549              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2550              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2551      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2552    (simplify
2553     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
2554      (pointer_diff @0 @1))
2555    (simplify
2556     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2557     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2558        thus sign-extended if necessary.  */
2559     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2560      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2561         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2562         we don't want to diagnose overflow here.  */
2563      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2564             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2566 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2567     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2568 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2569      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2570  (for plusminus (plus minus)
2571   (simplify
2572    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2573    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2574          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2575          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2576              && tree_expr_nonzero_p (@0)
2577              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2578         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2579            original operand (but not on both).  */
2580         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
2581     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
2582   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2583   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2584    (simplify
2585     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2586     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2587           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2588           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2589              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2590              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2591              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2592           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2593               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2594                    && expr_not_equal_to (@0,
2595                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2596                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2597                       ? expr_not_equal_to (@2,
2598                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2599                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2600                       : (expr_not_equal_to (@2,
2601                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2602                          && expr_not_equal_to (@2,
2603                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2604                                 + 1))))))
2605          && single_use (@3))
2606      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2607    (simplify
2608     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2609     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2610           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2611           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2612              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2613              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2614              for @0 0 and @2 min.  */
2615           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2616               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2617                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2618                        || expr_not_equal_to (@0,
2619                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2620                   || expr_not_equal_to (@2,
2621                         (plusminus == PLUS_EXPR
2622                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2623                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2624          && single_use (@3))
2625      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2627 #if GIMPLE
2628 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2629    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2630 (simplify
2631  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2632   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2633        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2634        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type))
2635    (with { tree t = type;
2636            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2637            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2638                                              element_precision (type));
2639            w += 1;
2640            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2641                                         : t, w);
2642            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2643     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2644 (simplify
2645  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2646   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2647        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2648        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2649        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2650        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type))
2651    (with { tree t = type;
2652            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2653            unsigned int prec = element_precision (type);
2654            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2655            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2656            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2657                                         : t, w);
2658            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2659     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2660 #endif
2662 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2664 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2665  (simplify
2666   (minmax @0 @0)
2667   @0))
2668 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2669 (simplify
2670  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2671  @1)
2672 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2673 (simplify
2674  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2675  @1)
2676 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2677 (simplify
2678  (max:c @0 (negate @0))
2679  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2680       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2681           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2682   (abs @0)))
2683 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2684 (simplify
2685  (min:c @0 (negate @0))
2686  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2687       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2688           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2689   (negate (abs @0))))
2690 (simplify
2691  (min @0 @1)
2692  (switch
2693   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2694        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2695        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2696    @1)
2697   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2698        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2699        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2700    @0)))
2701 (simplify
2702  (max @0 @1)
2703  (switch
2704   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2705        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2706        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2707    @1)
2708   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2709        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2710        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2711    @0)))
2713 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2714 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2715 (simplify
2716  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2717   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2718    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2719     @2
2720     @0)))
2722 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2723 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2724 (simplify
2725  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2726   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2727    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2728     @0
2729     @2)))
2731 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2732    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2733 (for minmax (min max)
2734  (simplify
2735   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2736   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2737        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2738        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2739        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2740    (minmax @1 (convert @2)))))
2742 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2743  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2744     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2745  (simplify
2746   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2747   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2748        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2749    @0)))
2750 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2751    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2752    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2753    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2754    worry about it either.  */
2755 (if (flag_finite_math_only)
2756  (simplify
2757   (FMIN_ALL @0 @1)
2758   (min @0 @1))
2759  (simplify
2760   (FMAX_ALL @0 @1)
2761   (max @0 @1)))
2762 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2763 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2764      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2765  (simplify
2766   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2767   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2768        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2769            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2770    (negate (maxmin @0 @1)))))
2771 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2772    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2773 (for minmax (min max)
2774  maxmin (max min)
2775  (simplify
2776   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2777   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2779 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2780 (for minmax (min min max max)
2781      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2782      out    (le  gt  ge  lt )
2783  (simplify
2784   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2785   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2786    (out @0 @1))))
2787 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2788    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2789 (for cmp (eq ne)
2790  (simplify
2791   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2792   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2793                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2794    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2795    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2796                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2797     (cmp @0 @2)))))
2798 (for cmp (eq ne)
2799  (simplify
2800   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2801   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2802                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2803    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2804    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2805                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2806     (cmp @0 @2)))))
2807 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2808 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2809      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2810      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2811  (simplify
2812   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2813   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2815 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
2816    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
2817    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
2818 (for cmp (simple_comparison)
2819  (simplify
2820   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
2821                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2822   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2823        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2824        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2825        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2826        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2827            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2828        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2829    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2830  (simplify
2831   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
2832                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2833   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2834        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2835        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2836        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2837        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2838            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2839        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2840    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2841  /* Similarly with ^ instead of - though in that case with :c.  */
2842  (simplify
2843   (bit_xor:c @0 (bit_and:c (bit_xor:c @0 @1)
2844                            (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2845   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2846        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2847        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2848        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2849        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2850            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2851        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2852    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
2854 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2856 (for rotate (lrotate rrotate)
2857  (simplify
2858   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2859   @0))
2861 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2862 (simplify
2863  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2864  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2865       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2866   @0))
2868 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2869 (simplify
2870  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
2871  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2872   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
2873   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2875 (simplify
2876  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
2877  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
2878       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
2879          long as the low TYPE_PRECISION (type)
2880          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
2881       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
2882       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2883       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2884       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2885       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
2886           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
2887                         TYPE_PRECISION (type)
2888                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
2889   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2891 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2892    types.  */
2893 (simplify
2894  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2895  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2896       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2897   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2899 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2900  (simplify
2901   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2902   (non_lvalue @0))
2903  (simplify
2904   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2905   @0)
2906  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2907     if vector2 is uniform.  */
2908  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2909   (simplify
2910    (shiftrotate @0 vec@1)
2911    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2912     (if (tem)
2913      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2915 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2916    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2917 #if GIMPLE
2918 (for shift (lshift rshift)
2919  (simplify
2920   (shift @0 SSA_NAME@1)
2921    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2922     (with {
2923       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2924       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2925      }
2926      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2927       @0)))))
2928 #endif
2930 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2931    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2932 (simplify
2933  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2934  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2935                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2936                                            element_precision (type)), @1); }))
2938 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2939 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2940  (simplify
2941   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2942   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2943    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2944         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2945         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2946         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2947     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2948                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2949      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2950         being well defined.  */
2951      (if (low >= prec)
2952       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2953        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2954        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2955         { build_zero_cst (type); }
2956         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2957       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2960 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2961    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2962 (for cmp (ne eq)
2963      icmp (eq ne)
2964  (simplify
2965   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2966   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2968 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2969    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2970    if CST2 != 0.  */
2971 (for cmp (ne eq)
2972  (simplify
2973   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2974   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2975    (if (cand < 0
2976         || (!integer_zerop (@2)
2977             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2978     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2979     (if (!integer_zerop (@2)
2980          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2981      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2983 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2984         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2985    if the new mask might be further optimized.  */
2986 (for shift (lshift rshift)
2987  (simplify
2988   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2989            INTEGER_CST@2)
2990    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2991         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2992         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2993         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2994         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2995     (with
2996      {
2997        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2998        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2999        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3000        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3001        unsigned int prec;
3003        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3004          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3005        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3006                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3007          {
3008            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3009            tree arg00 = @0;
3010            /* See if more bits can be proven as zero because of
3011               zero extension.  */
3012            if (@3 != @0
3013                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3014              {
3015                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3016                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3017                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3018                  {
3019                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3020                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3021                    if (shiftc < prec)
3022                      shift_type = inner_type;
3023                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3024                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3025                       is all ones.  */
3026                  }
3027              }
3028            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3029            if (shiftc < prec)
3030              {
3031                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3032                zerobits <<= prec - shiftc;
3033              }
3034            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3035               can contain actually sign bits, so no transformation is
3036               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3037               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3038            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3039                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3040              {
3041                if ((mask & zerobits) == 0)
3042                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3043                else
3044                  zerobits = 0;
3045              }
3046          }
3047      }
3048      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3049      (if ((mask & zerobits) == mask)
3050       { build_int_cst (type, 0); }
3051       (with { newmask = mask | zerobits; }
3052        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3053         (with
3054          {
3055            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3056               mode's mask.  */
3057            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3058                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3059              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3060                break;
3061          }
3062          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3063               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3064           (with
3065            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3066            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3067             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3068              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3069              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3071 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3072    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3073 (for shift (lshift rshift)
3074  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3075   (simplify
3076    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3077    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3078     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3079      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
3081 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3082 (simplify
3083  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3084   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3085        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3086            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3087            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3088    (with
3089     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3090      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3092 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3093    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3094 (for rotate (lrotate rrotate)
3095  (simplify
3096   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3097    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3098          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3099          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3100         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3101             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3102     (with
3103      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3104       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3106 /* Simplifications of conversions.  */
3108 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3109 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3110  (simplify
3111   (cvt @0)
3112   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3113        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3114    @0)))
3116 /* Contract view-conversions.  */
3117 (simplify
3118   (view_convert (view_convert @0))
3119   (view_convert @0))
3121 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3122    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3123 (simplify
3124   (view_convert @0)
3125   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3126        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3127        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3128    (convert @0)))
3130 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3131    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3132 (simplify
3133   (view_convert (convert@0 @1))
3134   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3135        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3136        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3137        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3138            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3139                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3140    (view_convert @1)))
3142 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3143 (simplify
3144   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3145   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3146        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3147    { build_zero_cst (type); }))
3149 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3150    barriers can be removed.  */
3151 (simplify
3152  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3153  @0)
3154 (simplify
3155  (paren (paren@1 @0))
3156  @1)
3158 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3159 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3160  (for icvt (convert float)
3161   (simplify
3162    (ocvt (icvt@1 @0))
3163    (with
3164     {
3165       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3166       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3167       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3168       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3169       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3170       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3171       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3172       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3173       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3174       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3175       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3176       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3177       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3178       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3179       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3180       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3181       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3182       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3183       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3184       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3185     }
3186    (switch
3187     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3188        handled below, if we are converting something to its own
3189        type via an object of identical or wider precision, neither
3190        conversion is needed.  */
3191     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3192           || (GENERIC
3193               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3194          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3195              || (inter_float && final_float))
3196          && inter_prec >= final_prec)
3197      (ocvt @0))
3199     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3200        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3201        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3202        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3203        then we sometimes need the middle conversion.  */
3204     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3205          && (final_int || final_float)
3206          && inter_prec >= inside_prec
3207          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3208      (ocvt @0))
3210     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3211        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3212        final conversion does not change precision we can drop the
3213        intermediate conversion.  */
3214     (if (inside_int && inter_int && final_int
3215          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3216               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3217              || final_prec == inter_prec))
3218      (ocvt @0))
3220     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3221         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3222         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3223         - the intermediate type is narrower than both initial and
3224           final, or
3225         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3226           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3227         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3228           intermediate and final types differ, or
3229         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3230           initial and intermediate types differ.  */
3231     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3232          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3233          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3234          && ! (inside_int && inter_int
3235                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3236                && inter_prec < final_prec)
3237          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3238              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3239          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3240          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3241      (ocvt @0))
3243     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3244        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3245     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3246          && final_int && inter_int && inside_int
3247          && final_prec == inside_prec
3248          && final_prec > inter_prec
3249          && inter_unsignedp)
3250      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3251                               (inside_type,
3252                                wi::mask (inter_prec, false,
3253                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3255     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3256        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3257        floating-point conversion.  */
3258     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3259          && inside_int && inter_float && final_int &&
3260          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3261          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3262      (convert @0)))))))
3264 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3265    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3266    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3267 (simplify
3268   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3269   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3270        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3271        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3272        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3273                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3274    (convert @0)))
3277 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3278 (simplify
3279   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3280   (convert @0))
3282 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3283 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3284      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3285   (simplify
3286    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3287    @0))
3289 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3290 (for op (plus minus)
3291  (simplify
3292   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3293   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3294        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3295    (with
3296      {
3297        wi::overflow_type overflow;
3298        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3299                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3300      }
3301      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3302          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3303       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3304       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3305        (convert (op (convert:utype @0)
3306                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3308 /* Canonicalization of binary operations.  */
3310 /* Convert X + -C into X - C.  */
3311 (simplify
3312  (plus @0 REAL_CST@1)
3313  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3314   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3315    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3316     (minus @0 { tem; })))))
3318 /* Convert x+x into x*2.  */
3319 (simplify
3320  (plus @0 @0)
3321  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3322   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3323   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3324    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3326 /* 0 - X  ->  -X.  */
3327 (simplify
3328  (minus integer_zerop @1)
3329  (negate @1))
3330 (simplify
3331  (pointer_diff integer_zerop @1)
3332  (negate (convert @1)))
3334 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3335    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3336    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3337 (simplify
3338  (minus real_zerop@0 @1)
3339  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
3340   (negate @1)))
3342 /* Transform x * -1 into -x.  */
3343 (simplify
3344  (mult @0 integer_minus_onep)
3345  (negate @0))
3347 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3348    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3349 (simplify
3350  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3351  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3352       && single_use (@3)
3353       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3354   (mult (mult @0 @2) @1)))
3356 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3357    number.  */
3358 (match compositional_complex
3359  (convert? (complex @0 @1)))
3361 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3362 (simplify
3363  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3364  @0)
3365 (simplify
3366  (realpart (complex @0 @1))
3367  @0)
3368 (simplify
3369  (imagpart (complex @0 @1))
3370  @1)
3372 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3373 (simplify
3374  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3375  (convert (realpart @0)))
3376 (simplify
3377  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3378  (convert (negate (imagpart @0))))
3379 (for part (realpart imagpart)
3380  (for op (plus minus)
3381   (simplify
3382    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3383    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3384 (simplify
3385  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3386  (convert (COS @0)))
3387 (simplify
3388  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3389  (convert (SIN @0)))
3391 /* conj(conj(x)) -> x  */
3392 (simplify
3393  (conj (convert? (conj @0)))
3394  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3395   (convert @0)))
3397 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3398 (simplify
3399  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3400  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3401   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3403 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3404 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
3405  (simplify
3406   (bswap (bswap @0))
3407   @0)
3408  (simplify
3409   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3410   (bit_not @0))
3411  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3412   (simplify
3413    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3414    (bitop @0 (bswap @1)))))
3417 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
3419 /* Simplify constant conditions.
3420    Only optimize constant conditions when the selected branch
3421    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
3422    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
3423    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
3424    this one as we depend on doing this transform before possibly
3425    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
3426    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
3427    genmatch cannot handle.  */
3428 (simplify
3429  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
3430  (if (integer_zerop (@0))
3431   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
3432    @2)
3433   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
3434    @1)))
3435 (simplify
3436  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
3437  (if (integer_all_onesp (@0))
3438   @1
3439   (if (integer_zerop (@0))
3440    @2)))
3442 #if GIMPLE
3443 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
3444 (for op (negate bit_not abs absu)
3445  (simplify
3446   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
3447   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
3449 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
3450 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
3451          rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
3452          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
3453 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
3454  (simplify
3455   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
3456   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
3458 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
3459  (simplify
3460   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
3461   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
3462  (simplify
3463   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
3464   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
3465 #endif
3467 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
3468    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
3469    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
3470 (simplify
3471  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
3472  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3473   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
3474 (simplify
3475  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
3476  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3477   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
3478 (simplify
3479  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
3480  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3481   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3482 (simplify
3483  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
3484  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3485   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3487 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
3488 (simplify
3489  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
3490  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3491   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
3492 (simplify
3493  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3494  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3495   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
3496 (simplify
3497  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
3498  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3499   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3500 (simplify
3501  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3502  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3503   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3505 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
3506    be extended.  */
3507 /* This pattern implements two kinds simplification:
3509    Case 1)
3510    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
3511      1) Conversions are type widening from smaller type.
3512      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
3513      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
3514    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
3515    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
3516    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
3517    referred var is always benefitial for complicated cases.
3519    Case 2)
3520    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
3521 (for cmp (lt le gt ge eq)
3522  (simplify
3523   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
3524   (with
3525    {
3526      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
3527      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
3528      enum tree_code code = ERROR_MARK;
3530      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
3531          && int_fits_type_p (@2, from_type)
3532          && (types_match (c1_type, from_type)
3533              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3534                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3535                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
3536          && (types_match (c2_type, from_type)
3537              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3538                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3539                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
3540        {
3541          if (cmp != EQ_EXPR)
3542            {
3543              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
3544                {
3545                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3546                  if (cmp == LE_EXPR)
3547                    code = LT_EXPR;
3548                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3549                  if (cmp == GT_EXPR)
3550                    code = GE_EXPR;
3551                }
3552              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
3553                {
3554                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3555                  if (cmp == LT_EXPR)
3556                    code = LE_EXPR;
3557                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3558                  if (cmp == GE_EXPR)
3559                    code = GT_EXPR;
3560                }
3561              if (code != ERROR_MARK
3562                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
3563                {
3564                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3565                    code = MIN_EXPR;
3566                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3567                    code = MAX_EXPR;
3568                }
3569            }
3570          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
3571          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
3572            code = EQ_EXPR;
3573        }
3574    }
3575    (if (code == MAX_EXPR)
3576     (convert (max @1 (convert @2)))
3577     (if (code == MIN_EXPR)
3578      (convert (min @1 (convert @2)))
3579      (if (code == EQ_EXPR)
3580       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
3581                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
3583 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
3585      1) OP is PLUS or MINUS.
3586      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
3587      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
3589    This pattern also handles special cases like:
3591      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
3592         integer zero.  In this case,
3593           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
3594           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
3595      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
3596         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
3597         code.
3599    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
3600    simplified at the moment because C standard requires additional
3601    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
3602    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
3603 (for op (plus minus)
3604  (for cmp (lt le gt ge)
3605   (simplify
3606    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3607    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
3608     (if (types_match (from_type, to_type)
3609          /* Check if it is special case A).  */
3610          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3611              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
3612              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
3613              && integer_zerop (@1)
3614              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
3615      (with
3616       {
3617         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
3618         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
3619         wide_int real_c1;
3620         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3621         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3622         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3623         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
3625         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
3626             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
3627             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
3628         if (!types_match (from_type, to_type))
3629           {
3630             if (cmp_code == LT_EXPR)
3631               cmp_code = GT_EXPR;
3632             if (cmp_code == GE_EXPR)
3633               cmp_code = LE_EXPR;
3634             c1 = wi::max_value (to_type);
3635           }
3636         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
3637            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
3638            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
3639            if it is undefined.  */
3640         if (op == PLUS_EXPR)
3641           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
3642         else
3643           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
3645         code = cmp_code;
3646         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
3647           {
3648             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
3649                by adjusting comparison operation if necessary.  */
3650             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3651                 && !overflow)
3652               {
3653                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3654                 if (cmp_code == LE_EXPR)
3655                   code = LT_EXPR;
3656                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3657                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3658                   code = GE_EXPR;
3659               }
3660             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3661                 && !overflow)
3662               {
3663                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3664                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3665                   code = LE_EXPR;
3666                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3667                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3668                   code = GT_EXPR;
3669               }
3670             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3671               {
3672                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3673                   code = MIN_EXPR;
3674                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3675                   code = MAX_EXPR;
3676               }
3677           }
3678       }
3679       (if (code == MAX_EXPR)
3680        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3681            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3682        (if (code == MIN_EXPR)
3683         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3684             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3686 (for cnd (cond vec_cond)
3687  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3688  (simplify
3689   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3690   (cnd @0 @1 @3))
3691  (simplify
3692   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3693   (cnd @0 @1 @3))
3694  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3695  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3696     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3697     The following is still important to merge then and else arm cases
3698     from if-conversion.  */
3699  (simplify
3700   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3701   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3702    (cnd @0 @1 @3)))
3703  (simplify
3704   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3705   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3706    (cnd @0 @3 @4)))
3708  /* A ? B : B -> B.  */
3709  (simplify
3710   (cnd @0 @1 @1)
3711   @1)
3713  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3714  (simplify
3715   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3716   (cnd @0 @2 @1)))
3718 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3719    return all -1 or all 0 results.  */
3720 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3721    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3722 (simplify
3723  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3724  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3725       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3726                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3727       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3728           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3729   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3731 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3732 (simplify
3733  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3734  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3735       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3736                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3737       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3738           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3739   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3742 /* Simplifications of comparisons.  */
3744 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3745    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3746    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3747 (for cmp  (le gt)
3748      acmp (lt ge)
3749  (simplify
3750   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3751   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3752    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
3753      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3754                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3755                                                      wi::to_wide (cst)
3756                                                      + 1)); })))))
3757 (for cmp  (ge lt)
3758      acmp (gt le)
3759  (simplify
3760   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3761   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3762    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
3763     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3764                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3765                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
3767 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3768    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3769    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3770    that with expression code iteration.  */
3771 (for cmp (tcc_comparison)
3772      icmp (inverted_tcc_comparison)
3773      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3774  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3775     and handle some more cases by using
3776       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3777     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3778     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3779  (simplify
3780   (bit_not (cmp @0 @1))
3781   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3782        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3783    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3784       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3785       a computed operator in the replacement tree thus we have
3786       to play the trick below.  */
3787    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3788              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3789     (if (ic == icmp)
3790      (icmp @0 @1)
3791      (if (ic == ncmp)
3792       (ncmp @0 @1))))))
3793  (simplify
3794   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3795   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3796             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3797    (if (ic == icmp)
3798     (icmp @0 @1)
3799     (if (ic == ncmp)
3800      (ncmp @0 @1))))))
3802 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3803    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3804    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3805    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3806    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3807 (for cmp (eq ne)
3808  (for sub (minus pointer_diff)
3809   (simplify
3810    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3811    (if (single_use (@2))
3812     (cmp @0 @1)))))
3814 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3815    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3816    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3817    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3818 (for cmp (simple_comparison)
3819      scmp (swapped_simple_comparison)
3820  (simplify
3821   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3822   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3823   (if (integer_zerop (@1))
3824    (cmp @1 @2)
3825    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3826         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3827         && single_use (@3))
3828     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3829     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3830      (scmp @0 @2)
3831      (cmp @0 @2))))))
3833 /* For integral types with undefined overflow fold
3834    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
3835    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
3836    Z / 2^n Z.  */
3837 (for cmp (eq ne)
3838  (simplify
3839   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3840   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3841        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3842        && wi::to_wide (@1) != 0)
3843    (with { widest_int quot; }
3844     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
3845                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
3846      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
3847      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3848    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3849         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3850         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
3851     (cmp @0
3852      {
3853        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3854        int p = TYPE_PRECISION (itype);
3855        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
3856        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
3857        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
3858                                     p, TYPE_SIGN (itype));
3859        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
3860      })))))
3862 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3863    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3864 (for cmp (eq ge le)
3865  (simplify
3866   (cmp @0 @0)
3867   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3868        || ! HONOR_NANS (@0))
3869    { constant_boolean_node (true, type); }
3870    (if (cmp != EQ_EXPR)
3871     (eq @0 @0)))))
3872 (for cmp (ne gt lt)
3873  (simplify
3874   (cmp @0 @0)
3875   (if (cmp != NE_EXPR
3876        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3877        || ! HONOR_NANS (@0))
3878    { constant_boolean_node (false, type); })))
3879 (for cmp (unle unge uneq)
3880  (simplify
3881   (cmp @0 @0)
3882   { constant_boolean_node (true, type); }))
3883 (for cmp (unlt ungt)
3884  (simplify
3885   (cmp @0 @0)
3886   (unordered @0 @0)))
3887 (simplify
3888  (ltgt @0 @0)
3889  (if (!flag_trapping_math)
3890   { constant_boolean_node (false, type); }))
3892 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3893 (for cmp (simple_comparison)
3894  (simplify
3895   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3896   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3897    (cmp @1 @0))))
3899 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3900 (for cmp (simple_comparison)
3901      scmp (swapped_simple_comparison)
3902  (simplify
3903   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3904   (if (single_use (@2)
3905        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3906    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3908 (for cmp (simple_comparison)
3909  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3910  (simplify
3911   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3912   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3913        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3914            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3915        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3916            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3917    (with
3918     {
3919       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3920       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3921         {
3922           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3923           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3924               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3925             type1 = float_type_node;
3926           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3927               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3928             type1 = double_type_node;
3929         }
3930       tree newtype
3931         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3932            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3933     }
3934     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3935      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3937  (simplify
3938   (cmp @0 REAL_CST@1)
3939   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3940   (switch
3941    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3942    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3943     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3944    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3945    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3946         && ! HONOR_SNANS (@1))
3947     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3948    /* Fold comparisons against infinity.  */
3949    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3950         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3951     (with
3952      {
3953        REAL_VALUE_TYPE max;
3954        enum tree_code code = cmp;
3955        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3956        if (neg)
3957          code = swap_tree_comparison (code);
3958      }
3959      (switch
3960       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3961       (if (code == GT_EXPR
3962            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3963        { constant_boolean_node (false, type); })
3964       (if (code == LE_EXPR)
3965        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3966        (if (! HONOR_NANS (@0))
3967         { constant_boolean_node (true, type); }
3968         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3969            an "invalid" exception.  */
3970         (if (!flag_trapping_math)
3971          (eq @0 @0))))
3972       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3973          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3974       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3975            || code == GE_EXPR)
3976        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3977         (if (neg)
3978          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3979          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3980       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3981       (if (code == LT_EXPR)
3982        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3983         (if (neg)
3984          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3985          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3986       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3987          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3988       (if (code == NE_EXPR)
3989        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3990         (if (! HONOR_NANS (@0))
3991          (if (neg)
3992           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3993           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3994          (if (neg)
3995           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3996           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3998  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3999     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
4000     comparison with a revised real constant as long as no overflow
4001     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
4002  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4003   (for op (plus minus)
4004    (simplify
4005     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4006     (with
4007      {
4008        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
4009                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
4010      }
4011      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4012       (cmp @0 { tem; }))))))
4014  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
4015     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
4016     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
4017     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
4018  (if (flag_associative_math)
4019   (simplify
4020    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
4021    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
4022     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4023      (cmp { tem; } @1)))))
4025  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
4026  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
4027   (for sq (SQRT)
4028    (simplify
4029     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
4030     (switch
4031      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4032       (switch
4033        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
4034        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4035         { constant_boolean_node (false, type); })
4036        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
4037           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
4038        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
4039         { constant_boolean_node (true, type); })
4040        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
4041        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
4042      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4043       (switch
4044        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
4045        (if (cmp == LT_EXPR)
4046         { constant_boolean_node (false, type); })
4047        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
4048        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
4049         { constant_boolean_node (true, type); })
4050        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
4051        (if (cmp == LE_EXPR)
4052         (eq @0 @1))
4053        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
4054           == or !=.  In the last case:
4056             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
4058           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
4059           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
4060        (cmp @0 @1)))
4061      (if ((cmp == LT_EXPR
4062            || cmp == LE_EXPR
4063            || cmp == GT_EXPR
4064            || cmp == GE_EXPR)
4065           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4066           /* Give up for -frounding-math.  */
4067           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
4068       (with
4069        {
4070          REAL_VALUE_TYPE c2;
4071          enum tree_code ncmp = cmp;
4072          const real_format *fmt
4073            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
4074          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
4075                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
4076          real_convert (&c2, fmt, &c2);
4077          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
4078             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
4079          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
4080            {
4081              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4082                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
4083              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4084                ncmp = ERROR_MARK;
4085              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4086                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
4087                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
4088              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4089                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
4090                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
4091              else
4092                {
4093                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
4094                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
4095                     to be adjusted.  */
4096                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
4097                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4098                    tow = dconst0;
4099                  else
4100                    real_inf (&tow);
4101                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
4102                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
4103                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
4104                    ncmp = ERROR_MARK;
4105                  else
4106                    {
4107                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4108                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
4109                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4110                        ncmp = ERROR_MARK;
4111                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
4112                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
4113                        c2 = c2alt;
4114                    }
4115                }
4116            }
4117        }
4118        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4119         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4120          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
4121          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
4122           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4123           { constant_boolean_node (false, type); })
4124          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
4125          (if (ncmp != ERROR_MARK)
4126           (if (ncmp == GE_EXPR)
4127            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4128            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4129         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
4130         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4131          (switch
4132           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
4133              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
4134           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4135            { constant_boolean_node (true, type); })
4136           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
4137              don't care about NaNs.  */
4138           (if (! HONOR_NANS (@0))
4139            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4140           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
4141              don't care about Infinities.  */
4142           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4143            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4144           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4145           (if (GENERIC)
4146            (truth_andif
4147             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4148             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4149          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4150          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4151           (if (ncmp == LT_EXPR)
4152            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4153            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4154           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4155           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4156            (if (ncmp == LT_EXPR)
4157             (truth_andif
4158              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4159              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4160             (truth_andif
4161              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4162              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4163    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4164    (simplify
4165     (cmp (sq @0) (sq @1))
4166       (if (! HONOR_NANS (@0))
4167         (cmp @0 @1))))))
4169 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4170 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4171      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4172  (simplify
4173   (cmp (float@0 @1) (float @2))
4174    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4175         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4176     (with
4177      {
4178        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
4179        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4180        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
4181        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
4182        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
4183      }
4184      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
4185           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
4186       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
4187        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
4188        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
4189             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
4190         (icmp @1 (convert @2))
4191         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
4192              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
4193          (icmp (convert:type2 @1) @2)
4194          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
4195               && type1_signed_p == type2_signed_p)
4196           (icmp @1 @2))))))))))
4198 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
4199 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
4200      icmp (le le eq ne ge ge)
4201  (simplify
4202   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
4203    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4204         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4205     (with
4206      {
4207        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4208        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
4209        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4210        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
4211           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
4212           TODO: relax under -fno-trapping-math or
4213           -fno-signaling-nans.  */
4214        bool exception_p
4215          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
4216                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
4217      }
4218      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
4219         -fno-trapping-math.  */
4220      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
4221       (with
4222        {
4223          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
4224          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
4225          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
4226          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
4228          REAL_VALUE_TYPE icst;
4229          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4230            real_ceil (&icst, fmt, cst);
4231          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4232            real_floor (&icst, fmt, cst);
4233          else
4234            real_trunc (&icst, fmt, cst);
4236          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
4238          bool overflow_p = false;
4239          wide_int icst_val
4240            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
4241        }
4242        (switch
4243         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
4244         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
4245          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4246                                   type); })
4247         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
4248          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4249                                   type); })
4250         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
4251         (if (cst_int_p)
4252          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
4253                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
4254         )
4255         /* When CST is fractional, optimize
4256             (FTYPE) N == CST -> 0
4257             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
4258         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4259          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4260         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
4261         (with
4262          {
4263            gcc_checking_assert (!overflow_p);
4264          }
4265          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
4267 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
4268 (for cmp (eq ne)
4269  (simplify
4270   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
4271   (if (!integer_zerop (@1))
4272    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
4273     (cmp @0 @2)
4274     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4275      (with
4276       {
4277         wi::overflow_type ovf;
4278         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4279                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4280       }
4281       (if (ovf)
4282        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4283        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
4284 (for cmp (lt le gt ge)
4285  (simplify
4286   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4287   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4288    (with
4289     {
4290       wi::overflow_type ovf;
4291       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4292                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4293     }
4294     (if (ovf)
4295      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
4296                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
4297                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
4298      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
4300 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
4302    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
4303    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
4304    multiplication computed modulo 2^size.
4305    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
4306 (for cmp  (lt le gt ge)
4307      cmp2 (ge ge lt lt)
4308  (simplify
4309   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4310   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
4311        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4312        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4313    (with
4314     {
4315       tree utype = TREE_TYPE (@2);
4316       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
4317       wide_int right = wi::to_wide (@2);
4318       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4319       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4320       bool small = wi::leu_p (right, smax);
4321       bool large = wi::geu_p (right, smin);
4322     }
4323     (if (small || large)
4324      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
4325      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
4327 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
4328 (simplify
4329  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
4330  (if (types_match (@0, @1))
4331   (unordered @0 @1)))
4332 (simplify
4333  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
4334  (if (types_match (@0, @1))
4335   (ordered @0 @1)))
4336 (simplify
4337  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
4338  @2)
4339 (simplify
4340  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
4341  @2)
4343 /* Simple range test simplifications.  */
4344 /* A < B || A >= B -> true.  */
4345 (for test1 (lt le le le ne ge)
4346      test2 (ge gt ge ne eq ne)
4347  (simplify
4348   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4349   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4350        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4351    { constant_boolean_node (true, type); })))
4352 /* A < B && A >= B -> false.  */
4353 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
4354      test2 (ge gt eq gt eq gt)
4355  (simplify
4356   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4357   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4358        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4359    { constant_boolean_node (false, type); })))
4361 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
4362    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
4364    Note that comparisons
4365      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
4366      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
4367    will be canonicalized to above so there's no need to
4368    consider them here.
4369  */
4371 (for cmp (le gt)
4372      eqcmp (eq ne)
4373  (simplify
4374   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4375   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4376    (with
4377     {
4378      tree ty = TREE_TYPE (@0);
4379      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
4380      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
4381      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
4382      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
4383     }
4384     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
4385          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
4386       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
4387              { build_zero_cst (ty); }))))))
4389 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
4390 (for cmp (tcc_comparison)
4391      scmp (swapped_tcc_comparison)
4392  (simplify
4393   (cmp (negate @0) (negate @1))
4394   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4395        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4396            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4397    (scmp @0 @1)))
4398  (simplify
4399   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4400   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4401        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4402            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4403    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
4404     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4405      (scmp @0 { tem; }))))))
4407 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
4408 (for op (eq ne)
4409  (simplify
4410   (op (abs @0) zerop@1)
4411   (op @0 @1)))
4413 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
4414    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
4415 (for cmp (simple_comparison)
4416  (simplify
4417   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
4418   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4419        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
4420           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
4421        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
4422             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4423                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
4424                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
4425                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
4426        && single_use (@0))
4427    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4428         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4429             || @1 != @10)
4430         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4431             || cmp == NE_EXPR
4432             || cmp == EQ_EXPR)
4433         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
4434     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
4435        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
4436        constant which fold_convert produces.  */
4437     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4438      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
4439                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
4440      (cmp @00 (convert @1)))
4442     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
4443      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
4444      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4445            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4446            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4447                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
4448           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
4449               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
4450                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
4451                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4452                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
4453               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4454                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4455                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
4456       (cmp @00 (convert @10))
4457       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4458            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4459            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
4460        (with
4461         {
4462           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4463           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4464           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
4465           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
4466         }
4467         (if (above || below)
4468          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4469           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
4470           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4471            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
4472            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4473             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
4475 (for cmp (eq ne)
4476  (simplify
4477   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
4478   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
4479   (with
4480    { poly_int64 off; tree base; }
4481    /* A local variable can never be pointed to by
4482       the default SSA name of an incoming parameter.  */
4483    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
4484         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
4485         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
4486         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
4487         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
4488     (if (cmp == NE_EXPR)
4489      { constant_boolean_node (true, type); }
4490      { constant_boolean_node (false, type); })
4491     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
4492     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
4493          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
4494          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
4495      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
4496       (if (known_ne (off, 0))
4497        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4498        (if (known_eq (off, 0))
4499         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
4501 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
4502 (for cmp (eq ne)
4504  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
4505     Similarly for NE_EXPR.  */
4506  (simplify
4507   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4508   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
4509        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
4510    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4512  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
4513  (simplify
4514   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
4515   (cmp @0 @1))
4517  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
4518     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
4519  (simplify
4520   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
4521   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
4523  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
4524  (simplify
4525   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4526   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
4527    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
4529  (simplify
4530   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
4531   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
4532    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4534  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
4535  (simplify
4536   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
4537   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
4539 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
4540    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4541    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
4542    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4543 (for cmp (eq ne)
4544      ncmp (ge lt)
4545  (for sgncmp (ge lt)
4546   (simplify
4547    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
4548    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4549         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4550         && types_match (@0, @1))
4551     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
4552 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4553    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4554 (for cmp (eq ne)
4555      ncmp (lt ge)
4556  (simplify
4557   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
4558    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4559         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4560         && types_match (@0, @1))
4561     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
4563 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
4564    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
4565 (for cmp (eq ne)
4566      icmp (ne eq)
4567  (simplify
4568   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
4569   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4571 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
4572    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
4573 (simplify
4574  (cond
4575   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
4576   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
4577  (if (integer_pow2p (@2))
4578   (with {
4579      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
4580                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
4581    }
4582    (if (shift > 0)
4583     (bit_and
4584      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
4585     (bit_and
4586      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
4587      @2)))))
4589 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
4590    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
4591 (for cmp (eq ne)
4592      ncmp (ge lt)
4593  (simplify
4594   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
4595   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4596        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4597        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
4598        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
4599    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4600     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
4602 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
4603    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
4604 (simplify
4605  (cond
4606   (lt @0 integer_zerop)
4607   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
4608  (if (integer_pow2p (@1)
4609       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4610   (with {
4611     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
4612    }
4613    (if (shift >= 0)
4614     (bit_and
4615      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
4616      @1)
4617     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
4618        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
4619     (bit_and (convert @0) @1)))))
4621 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
4622    This implements some remaining parts of fold_comparison address
4623    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
4624    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
4625 (for cmp (simple_comparison)
4626  (simplify
4627   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
4628   (with
4629    {
4630      poly_int64 off0, off1;
4631      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
4632      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
4633      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
4634        {
4635          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
4636          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
4637        }
4638      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
4639        {
4640          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
4641          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
4642        }
4643    }
4644    (if (base0 && base1)
4645     (with
4646      {
4647        int equal = 2;
4648        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
4649           the value expressions might point to fields/elements
4650           of other vars etc.  */
4651        if (GENERIC
4652            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
4653                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
4654          ;
4655        else if (decl_in_symtab_p (base0)
4656                 && decl_in_symtab_p (base1))
4657          equal = symtab_node::get_create (base0)
4658                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
4659        else if ((DECL_P (base0)
4660                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
4661                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
4662                 && (DECL_P (base1)
4663                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
4664                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
4665          equal = (base0 == base1);
4666        if (equal == 0)
4667          {
4668            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
4669            off0.is_constant (&ioff0);
4670            off1.is_constant (&ioff1);
4671            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
4672                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
4673                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
4674                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
4675                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
4676                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
4677                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
4678                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
4679                       will not end up being string-merged.  */
4680                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
4681                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
4682                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
4683                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
4684              ;
4685            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
4686              equal = 2;
4687            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
4688              equal = 2;
4689            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
4690               valid equalities where one pointer is the offset zero
4691               of one object and the other to one past end of another one.  */
4692            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
4693              ;
4694            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
4695               variables.  */
4696            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
4697              ;
4698            else
4699              {
4700                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
4701                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
4702                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
4703                   punt.  */
4704                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
4705                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
4706                  equal = 2;
4707                else
4708                  {
4709                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
4710                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
4711                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
4712                       of one object and the other is pointing to one past the
4713                       last byte of the other object, punt.  */
4714                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
4715                      equal = 2;
4716                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
4717                      equal = 2;
4718                    /* If both offsets are the same, there are some cases
4719                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
4720                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
4721                    if (equal == 2
4722                        && known_eq (off0, off1)
4723                        && (known_ne (off0, 0)
4724                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
4725                      equal = 0;
4726                  }
4727              }
4728          }
4729      }
4730      (if (equal == 1
4731           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4732               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
4733               || known_eq (off0, off1)
4734               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4735                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
4736               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4737                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
4738       (switch
4739        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4740         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
4741        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4742         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
4743        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
4744         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
4745        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
4746         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
4747        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
4748         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
4749        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
4750         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
4751       (if (equal == 0)
4752         (switch
4753          (if (cmp == EQ_EXPR)
4754           { constant_boolean_node (false, type); })
4755          (if (cmp == NE_EXPR)
4756           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
4758 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
4759 (for neeq (ne eq)
4760  (simplify
4761   (neeq @0 @1)
4762   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4763        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
4764    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
4766 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
4767    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
4768    Disable the transform if either operand is pointer to function.
4769    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
4770    canonicalizaion is not wanted.  */
4772 (for cmp (ne eq)
4773  (simplify
4774   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
4775   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4776          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4777          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4778         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4779             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4780             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4781        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
4782    (cmp @0 (convert @1)))))
4784 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
4785 (for cmp (lt gt le ge)
4786  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
4787     the specified precision will have known values.  */
4788  (simplify
4789   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
4790   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4791         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4792         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4793        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
4794    (with
4795     {
4796       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
4797       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
4798       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
4799       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
4800       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
4801       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
4802     }
4803     (switch
4804      (if (wi::to_wide (cst) == max)
4805       (switch
4806        (if (cmp == GT_EXPR)
4807         { constant_boolean_node (false, type); })
4808        (if (cmp == GE_EXPR)
4809         (eq @2 @1))
4810        (if (cmp == LE_EXPR)
4811         { constant_boolean_node (true, type); })
4812        (if (cmp == LT_EXPR)
4813         (ne @2 @1))))
4814      (if (wi::to_wide (cst) == min)
4815       (switch
4816        (if (cmp == LT_EXPR)
4817         { constant_boolean_node (false, type); })
4818        (if (cmp == LE_EXPR)
4819         (eq @2 @1))
4820        (if (cmp == GE_EXPR)
4821         { constant_boolean_node (true, type); })
4822        (if (cmp == GT_EXPR)
4823         (ne @2 @1))))
4824      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
4825       (switch
4826        (if (cmp == GT_EXPR)
4827         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4828                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4829                                                       wi::to_wide (cst)
4830                                                       + 1)); }))
4831        (if (cmp == LE_EXPR)
4832         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4833                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4834                                                       wi::to_wide (cst)
4835                                                       + 1)); }))))
4836      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
4837       (switch
4838        (if (cmp == GE_EXPR)
4839         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4840                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4841                                                       wi::to_wide (cst)
4842                                                       - 1)); }))
4843        (if (cmp == LT_EXPR)
4844         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4845                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4846                                                       wi::to_wide (cst)
4847                                                       - 1)); }))))
4848      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
4849           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
4850           /* We will flip the signedness of the comparison operator
4851              associated with the mode of @1, so the sign bit is
4852              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
4853              max associated with this sign bit.  */
4854           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
4855           /* signed_type does not work on pointer types.  */
4856           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
4857       /* The following case also applies to X < signed_max+1
4858          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
4859       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4860        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
4861         (switch
4862          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
4863           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4864          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
4865           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4866          (if (cmp == LE_EXPR)
4867           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4868          (if (cmp == GT_EXPR)
4869           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
4871 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4872  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
4873  (simplify
4874   (cmp @0 REAL_CST@1)
4875   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4876        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
4877    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
4878                             ? false : true, type); })))
4880 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
4881 (simplify
4882  (ne @0 integer_zerop)
4883  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4884       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4885   (non_lvalue @0)))
4886 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
4887 (simplify
4888  (eq @0 integer_onep)
4889  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4890       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4891   (non_lvalue @0)))
4892 /* Do not handle
4893    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4894    bool_var != 1 becomes !bool_var
4895    here because that only is good in assignment context as long
4896    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4897    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4898    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4900 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4901    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4902    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4903    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
4904 (for cmp (lt le ge gt)
4905      out (gt gt le le)
4906  (simplify
4907   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
4908   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4909        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4910        && wi::to_wide (@1) != 0
4911        && single_use (@2))
4912    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
4913     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4914                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
4915                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4917 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4918    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4919    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4920 (for cmp (gt le)
4921  (simplify
4922   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4923   (if (single_use (@2)
4924        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4925        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4926    (cmp @1 @0))))
4928 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
4929 (for cmp (ge lt)
4930  (simplify
4931   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
4932    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4933         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4934     (cmp @1 @0))))
4936 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4937 /* A - B > A  */
4938 (for cmp (gt le)
4939      out (ne eq)
4940  (simplify
4941   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4942   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4943        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4944    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4945 /* A + B < A  */
4946 (for cmp (lt ge)
4947      out (ne eq)
4948  (simplify
4949   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4950   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4951        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4952    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4954 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
4955    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4956 (for cmp (lt ge)
4957      out (ne eq)
4958  (simplify
4959   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
4960   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4961    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4962     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4964 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
4965    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
4966    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4967 (for cmp (eq ne)
4968  (simplify
4969   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
4970        integer_zerop)
4971   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4972        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
4973        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4974        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
4975            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4976        && tree_fits_uhwi_p (@2)
4977        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4978        && types_match (@0, @1)
4979        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4980        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
4981            != CODE_FOR_nothing))
4982    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4983     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4985 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
4986    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
4987    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
4988    section that follows this one.
4990    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
4991    the following:
4993    - the rule describes an identity
4995    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
4996      multiplication
4998    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
4999      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
5000      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
5001      when the operand has that value.)  */
5003 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5004  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
5005  (simplify
5006   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
5007   (if (!HONOR_SNANS (type))
5008    @0))
5010  (for op (plus minus)
5011   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
5012   (simplify
5013    (op (rdiv @0 @1)
5014        (rdiv @2 @1))
5015    (rdiv (op @0 @2) @1)))
5017  (for cmp (lt le gt ge)
5018       neg_cmp (gt ge lt le)
5019   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
5020   (simplify
5021    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5022    (with
5023     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
5024     (if (tem
5025          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
5026               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
5027      (switch
5028       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5029        (cmp @0 { tem; }))
5030       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5031        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
5033  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
5034  (for root (SQRT CBRT)
5035   (simplify
5036    (mult (root:s @0) (root:s @1))
5037     (root (mult @0 @1))))
5039  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
5040  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5041   (simplify
5042    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
5043     (exps (plus @0 @1))))
5045  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
5046  (for root (SQRT CBRT)
5047   (simplify
5048    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
5049     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
5051  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
5052  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5053   (simplify
5054    (rdiv @0 (exps:s @1))
5055     (mult @0 (exps (negate @1)))))
5057  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5058       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5059   /* logN(expN(x)) -> x.  */
5060   (simplify
5061    (logs (exps @0))
5062    @0)
5063   /* expN(logN(x)) -> x.  */
5064   (simplify
5065    (exps (logs @0))
5066    @0))
5068  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
5069     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
5070     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
5071  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
5072       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
5073   (simplify
5074    (logs (exps @0))
5075    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5076     (with {
5077       tree x;
5078       switch (exps)
5079         {
5080         CASE_CFN_EXP:
5081           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
5082           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
5083           break;
5084         CASE_CFN_EXP2:
5085           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
5086           x = build_real (type, dconst2);
5087           break;
5088         CASE_CFN_EXP10:
5089         CASE_CFN_POW10:
5090           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
5091           {
5092             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
5093             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
5094             x = build_real (type, dconst10);
5095           }
5096           break;
5097         default:
5098           gcc_unreachable ();
5099         }
5100       }
5101      (mult (logs { x; }) @0)))))
5103  (for logs (LOG LOG
5104             LOG2 LOG2
5105             LOG10 LOG10)
5106       exps (SQRT CBRT)
5107   (simplify
5108    (logs (exps @0))
5109    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5110     (with {
5111       tree x;
5112       switch (exps)
5113         {
5114         CASE_CFN_SQRT:
5115           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
5116           x = build_real (type, dconsthalf);
5117           break;
5118         CASE_CFN_CBRT:
5119           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
5120           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
5121           break;
5122         default:
5123           gcc_unreachable ();
5124         }
5125       }
5126      (mult { x; } (logs @0))))))
5128  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
5129  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
5130       pows (POW)
5131   (simplify
5132    (logs (pows @0 @1))
5133    (mult @1 (logs @0))))
5135  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
5136     or if C is a positive power of 2,
5137     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
5138 #if GIMPLE
5139  (for pows (POW)
5140       exps (EXP)
5141       logs (LOG)
5142       exp2s (EXP2)
5143       log2s (LOG2)
5144   (simplify
5145    (pows REAL_CST@0 @1)
5146    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5147         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
5148         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
5149            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5150            beneficial for all constants to postpone this until later,
5151            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5152            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5153            pessimization.  */
5154         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5155     (with {
5156        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5157        bool use_exp2 = false;
5158        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
5159            && value->cl == rvc_normal)
5160          {
5161            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5162            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
5163            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
5164              use_exp2 = true;
5165          }
5166      }
5167      (if (!use_exp2)
5168       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
5169        (exps (mult (logs @0) @1)))
5170       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
5171 #endif
5173  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
5174  (for pows (POW)
5175       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5176       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5177   (simplify
5178    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
5179    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5180         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5181     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
5183  (for sqrts (SQRT)
5184       cbrts (CBRT)
5185       pows (POW)
5186       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5187   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
5188   (simplify
5189    (sqrts (exps @0))
5190    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
5191   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
5192   (simplify
5193    (cbrts (exps @0))
5194    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5195   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
5196   (simplify
5197    (pows (exps @0) @1)
5198    (exps (mult @0 @1))))
5200  /* tan(atan(x)) -> x.  */
5201  (for tans (TAN)
5202       atans (ATAN)
5203   (simplify
5204    (tans (atans @0))
5205    @0)))
5207  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
5208  (for sins (SIN)
5209       atans (ATAN)
5210       sqrts (SQRT)
5211       copysigns (COPYSIGN)
5212   (simplify
5213    (sins (atans:s @0))
5214    (with
5215      {
5216       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5217       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5218       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5219       tree t_one = build_one_cst (type);
5220      }
5221     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5222      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5223       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5224       (copysigns { t_one; } @0))))))
5226 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
5227  (for coss (COS)
5228       atans (ATAN)
5229       sqrts (SQRT)
5230       copysigns (COPYSIGN)
5231   (simplify
5232    (coss (atans:s @0))
5233    (with
5234      {
5235       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5236       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5237       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5238       tree t_one = build_one_cst (type);
5239       tree t_zero = build_zero_cst (type);
5240      }
5241     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5242      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5243       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5244       (copysigns { t_zero; } @0))))))
5246  (if (!flag_errno_math)
5247   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
5248   (for sinhs (SINH)
5249        atanhs (ATANH)
5250        sqrts (SQRT)
5251    (simplify
5252     (sinhs (atanhs:s @0))
5253     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5254     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
5256   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
5257   (for coshs (COSH)
5258        atanhs (ATANH)
5259        sqrts (SQRT)
5260    (simplify
5261     (coshs (atanhs:s @0))
5262     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5263     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
5265 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
5266 (simplify
5267  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
5268  (abs @0))
5270 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
5271 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5272  (simplify
5273   (fns (fns @0))
5274   (fns @0)))
5275 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
5276 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5277  (simplify
5278   (fns integer_valued_real_p@0)
5279   @0))
5281 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
5282 (simplify
5283  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
5284  (abs @0))
5286 /* pow(1,x) -> 1.  */
5287 (simplify
5288  (POW real_onep@0 @1)
5289  @0)
5291 (simplify
5292  /* copysign(x,x) -> x.  */
5293  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
5294  @0)
5296 (simplify
5297  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
5298  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
5299  @1)
5301 (simplify
5302  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
5303  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
5304  (abs @0))
5306 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
5307  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
5308  (simplify
5309   (scale real_zerop@0 @1)
5310   @0)
5311  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
5312  (simplify
5313   (scale @0 integer_zerop@1)
5314   @0)
5315  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
5316  (simplify
5317   (scale REAL_CST@0 @1)
5318   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5319    @0)))
5321 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
5322    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
5324    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
5325    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
5326    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
5327    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
5329 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
5330  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
5331  (simplify
5332   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
5333    (SIN @0))
5335  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
5336  (simplify
5337   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
5338   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5339    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
5341  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
5342  (simplify
5343   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
5344    (TAN @0))
5346  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
5347  (simplify
5348   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
5349    (TANH @0))
5351  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
5352  (simplify
5353    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
5354    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
5356  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
5357  (simplify
5358   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
5359    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
5361  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
5362  (simplify
5363   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
5364   (if (! HONOR_NANS (@0)
5365        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5366    (COS @0)))
5368  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
5369  (simplify
5370   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
5371   (if (! HONOR_NANS (@0)
5372        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5373    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
5375  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
5376  (simplify
5377   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
5378    (POW @0 (plus @1 @2)))
5380  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
5381  (simplify
5382   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
5383    (POW (mult @0 @2) @1))
5385  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
5386  (simplify
5387   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
5388    (POWI (mult @0 @2) @1))
5390  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
5391  (simplify
5392   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
5393   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5394    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
5396  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
5397  (simplify
5398   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
5399    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
5401  (for sqrts (SQRT)
5402       cbrts (CBRT)
5403       pows (POW)
5404   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
5405   (simplify
5406    (sqrts (sqrts @0))
5407    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
5408   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5409   (simplify
5410    (sqrts (cbrts @0))
5411    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5412   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5413   (simplify
5414    (cbrts (sqrts @0))
5415    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5416   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
5417   (simplify
5418    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
5419    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
5420   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
5421   (simplify
5422    (sqrts (pows @0 @1))
5423    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5424   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
5425   (simplify
5426    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
5427    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5428   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
5429   (simplify
5430    (pows (sqrts @0) @1)
5431    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5432   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
5433   (simplify
5434    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
5435    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5436   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
5437   (simplify
5438    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
5439    (pows @0 (mult @1 @2))))
5441  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5442  (simplify
5443   (CABS (complex @0 @0))
5444   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5446  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5447  (simplify
5448   (HYPOT @0 @0)
5449   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5451  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
5452  (for cexps (CEXP)
5453       exps (EXP)
5454       cexpis (CEXPI)
5455   (simplify
5456    (cexps compositional_complex@0)
5457    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
5458     (complex
5459      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
5460      (mult @1 (imagpart @2)))))))
5462 (if (canonicalize_math_p ())
5463  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
5464  (for floors (FLOOR_ALL)
5465       truncs (TRUNC_ALL)
5466   (simplify
5467    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5468    (truncs @0))))
5470 (match double_value_p
5471  @0
5472  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
5473 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
5474             BUILT_IN_FLOORL
5475             BUILT_IN_CEILL
5476             BUILT_IN_ROUNDL
5477             BUILT_IN_NEARBYINTL
5478             BUILT_IN_RINTL)
5479      tos (BUILT_IN_TRUNC
5480           BUILT_IN_FLOOR
5481           BUILT_IN_CEIL
5482           BUILT_IN_ROUND
5483           BUILT_IN_NEARBYINT
5484           BUILT_IN_RINT)
5485  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
5486  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5487   (simplify
5488    (froms (convert double_value_p@0))
5489    (convert (tos @0)))))
5491 (match float_value_p
5492  @0
5493  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
5494 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
5495             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
5496             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
5497             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
5498             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
5499             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
5500      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
5501           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
5502           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
5503           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
5504           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
5505           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
5506  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
5507     if x is a float.  */
5508  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
5509       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
5510   (simplify
5511    (froms (convert float_value_p@0))
5512    (convert (tos @0)))))
5514 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
5515      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5516  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
5517  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5518   (simplify
5519    (froms (convert double_value_p@0))
5520    (tos @0))))
5522 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
5523             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5524      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
5525  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
5526     if x is a float.  */
5527  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5528   (simplify
5529    (froms (convert float_value_p@0))
5530    (tos @0))))
5532 (if (canonicalize_math_p ())
5533  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
5534  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
5535   (simplify
5536    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5537    (fix_trunc @0))))
5539 (if (canonicalize_math_p ())
5540  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5541  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
5542            ICEIL LCEIL LLCEIL
5543            IROUND LROUND LLROUND)
5544   (simplify
5545    (fns integer_valued_real_p@0)
5546    (fix_trunc @0)))
5547  (if (!flag_errno_math)
5548   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5549   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
5550    (simplify
5551     (rints integer_valued_real_p@0)
5552     (fix_trunc @0)))))
5554 (if (canonicalize_math_p ())
5555  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
5556       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
5557       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
5558   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
5559      sizeof (int) == sizeof (long).  */
5560   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
5561        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5562    (simplify
5563     (ifn @0)
5564     (lfn:long_integer_type_node @0)))
5565   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
5566      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
5567   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
5568        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5569    (simplify
5570     (llfn @0)
5571     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
5573 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
5574 (simplify
5575  (CPROJ @0)
5576  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
5577    @0))
5579 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
5580    nonnegative, return (inf + 0i).  */
5581 (simplify
5582  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
5583  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5584   { build_complex_inf (type, false); }))
5586 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
5587 (simplify
5588  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
5589  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5590   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
5592 (for pows (POW)
5593      sqrts (SQRT)
5594      cbrts (CBRT)
5595  (simplify
5596   (pows @0 REAL_CST@1)
5597   (with {
5598     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5599     REAL_VALUE_TYPE tmp;
5600    }
5601    (switch
5602     /* pow(x,0) -> 1.  */
5603     (if (real_equal (value, &dconst0))
5604      { build_real (type, dconst1); })
5605     /* pow(x,1) -> x.  */
5606     (if (real_equal (value, &dconst1))
5607      @0)
5608     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
5609     (if (real_equal (value, &dconstm1))
5610      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
5611     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
5612     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5613          && canonicalize_math_p ()
5614          && real_equal (value, &dconsthalf))
5615      (sqrts @0))
5616     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
5617     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5618          && canonicalize_math_p ()
5619          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
5620              real_equal (value, &tmp)))
5621      (cbrts @0))))))
5623 /* powi(1,x) -> 1.  */
5624 (simplify
5625  (POWI real_onep@0 @1)
5626  @0)
5628 (simplify
5629  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
5630  (switch
5631   /* powi(x,0) -> 1.  */
5632   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
5633    { build_real (type, dconst1); })
5634   /* powi(x,1) -> x.  */
5635   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
5636    @0)
5637   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
5638   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
5639    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
5641 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
5643    These are conceptually similar to the transformations performed for
5644    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
5645    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
5647 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
5648    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
5649    is the widest mode from all of these.  */
5650 (for op (plus minus mult rdiv)
5651  (simplify
5652    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
5653    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
5654       both operands are widening conversions from the same type as the outer
5655       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
5656       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
5657       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
5658    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5659         && op != MULT_EXPR
5660         && op != RDIV_EXPR
5661         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5662            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
5663         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5664         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5665         /* The precision of the type of each operand must match the
5666            precision of the mode of each operand, similarly for the
5667            result.  */
5668         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5669         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
5670         && type_has_mode_precision_p (type)
5671         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5672         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
5673         && types_match (@1, type)
5674         && (types_match (@1, @2)
5675             /* Or the second operand is const integer or converted const
5676                integer from valueize.  */
5677             || TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST))
5678      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
5679        (op @1 (convert @2))
5680        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5681         (convert (op (convert:utype @1)
5682                      (convert:utype @2)))))
5683      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
5684           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5685                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
5686       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
5687               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
5688               tree itype = TREE_TYPE (@0);
5689               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
5690               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
5691               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
5692         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
5693              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
5694          (with { tree newtype = type;
5695                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
5696                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
5697                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
5698                    newtype = dfloat32_type_node;
5699                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
5700                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
5701                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
5702                    newtype = dfloat64_type_node;
5703                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
5704                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
5705                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
5706                    newtype = dfloat128_type_node; }
5707           (if ((newtype == dfloat32_type_node
5708                 || newtype == dfloat64_type_node
5709                 || newtype == dfloat128_type_node)
5710               && newtype == type
5711               && types_match (newtype, type))
5712             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
5713             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
5714                       newtype = ty1;
5715                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
5716                       newtype = ty2; }
5717                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
5718                   change results through affecting double rounding
5719                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
5720                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
5721                   + (long double)double) converted to
5722                   (float)(double + double), the transformation is
5723                   unsafe regardless of the details of the types
5724                   involved; double rounding can arise if the result
5725                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
5726                   between two representable TYPE values but the
5727                   exact value is sufficiently different (in the
5728                   right direction) for this difference to be
5729                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
5730                   same as TYPE, however, the transformation may be
5731                   safe depending on the types involved: it is safe
5732                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
5733                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
5734                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
5735                   exponent range for the product or ratio of two
5736                   values representable in the TYPE to be within the
5737                   range of normal values of ITYPE.  */
5738               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
5739                    && (flag_unsafe_math_optimizations
5740                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
5741                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
5742                                                            TYPE_MODE (type))
5743                            && !excess_precision_type (newtype)))
5744                    && !types_match (itype, newtype))
5745                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
5746                                    (convert:newtype @2)))
5747          )))) )
5748    ))
5751 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
5752    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
5753    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
5754    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
5755    arithmetic operation.  */
5756 (for op (minus plus)
5757  (simplify
5758   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
5759   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5760        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5761           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
5762        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5763        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5764        /* The precision of the type of each operand must match the
5765           precision of the mode of each operand, similarly for the
5766           result.  */
5767        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5768        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5769        && type_has_mode_precision_p (type)
5770        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5771        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5772        && types_match (@0, @1)
5773        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
5774            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5775        && (wi::to_wide (@4)
5776            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
5777                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
5778    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
5779     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
5780      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
5781     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5782      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
5783                (convert:utype @4))))))))
5785 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
5786    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
5787 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
5788      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
5789      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
5790  (simplify
5791   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
5792   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5793        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
5794    (op @0 (ext @1 @2)))))
5796 (simplify
5797  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
5798  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
5799  { integer_zero_node; })
5801 (simplify
5802  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
5803  (SIGNBIT @0)
5804  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
5805   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
5807 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
5808 (for cmp (eq ne)
5809  (for op (plus minus)
5810       rop (minus plus)
5811   (simplify
5812    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5813    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5814         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
5815         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
5816         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
5817     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5818      (if (TREE_OVERFLOW (res)
5819           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5820       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5821       (if (single_use (@3))
5822        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
5823                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
5824 (for cmp (lt le gt ge)
5825  (for op (plus minus)
5826       rop (minus plus)
5827   (simplify
5828    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5829    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5830         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5831     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5832      (if (TREE_OVERFLOW (res))
5833       {
5834         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5835                                 "when simplifying conditional to constant"),
5836                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
5837         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
5838         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
5839         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
5840                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
5841                         != (op == MINUS_EXPR);
5842         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
5843       }
5844       (if (single_use (@3))
5845        (with
5846         {
5847           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5848                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
5849                                   "X cmp C2 -+ C1"),
5850                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
5851         }
5852         (cmp @0 { res; })))))))))
5854 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
5856 (simplify
5857  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
5858  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
5860 (simplify
5861  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
5862  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
5864 (simplify
5865  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
5866  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
5867   (view_convert @0)))
5869 (simplify
5870  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
5871  (switch
5872   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
5873        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5874    (switch
5875     (if (integer_zerop (@2))
5876      (view_convert (realpart @0)))
5877     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5878      (view_convert (imagpart @0)))))
5879   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5880        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
5881        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
5882        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
5883        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
5884        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
5885             && integer_zerop (@2))
5886            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
5887               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
5888            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
5889                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
5890                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
5891                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
5892                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
5893                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5894                                             - TYPE_PRECISION (type))
5895                                          : 0)) == 0)))
5896    (convert @0))))
5898 /* Simplify vector extracts.  */
5900 (simplify
5901  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
5902  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5903       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5904           || (VECTOR_TYPE_P (type)
5905               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
5906   (with
5907    {
5908      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
5909                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
5910      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
5911      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
5912      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
5913      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
5914    }
5915    (if (n != 0
5916         && (idx % width) == 0
5917         && (n % width) == 0
5918         && known_le ((idx + n) / width,
5919                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
5920     (with
5921      {
5922        idx = idx / width;
5923        n = n / width;
5924        /* Constructor elements can be subvectors.  */
5925        poly_uint64 k = 1;
5926        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
5927          {
5928            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
5929            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
5930              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
5931          }
5932        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
5933      }
5934      (switch
5935       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
5936       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
5937        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
5938         { build_constructor (type, NULL); }
5939         (if (count == 1)
5940          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
5941           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
5942           { build_zero_cst (type); })
5943          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
5944             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
5945             uniform.  */
5946          (if (single_use (@0))
5947           {
5948             vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
5949             vec_alloc (vals, count);
5950             for (unsigned i = 0;
5951                  i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
5952               CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
5953                                       CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
5954             build_constructor (type, vals);
5955           }))))
5956       /* The bitfield references a single constructor element.  */
5957       (if (k.is_constant (&const_k)
5958            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
5959        (switch
5960         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
5961          { build_zero_cst (type); })
5962         (if (n == const_k)
5963          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
5964         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
5965                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
5967 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
5968    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
5969    not touching the extraction.  */
5970 (simplify
5971  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
5972  (with
5973   {
5974     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
5975     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5976       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
5977     else
5978       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
5979   }
5980   (switch
5981    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
5982         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
5983                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
5984     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
5985                                                  wi::to_wide (@rpos)
5986                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
5987    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
5988                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
5989         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
5990                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
5991     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
5993 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5994  (for fmas (FMA)
5995   (simplify
5996    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
5997    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5998   (simplify
5999    (fmas @0 @1 (negate @2))
6000    (IFN_FMS @0 @1 @2))
6001   (simplify
6002    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
6003    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6004   (simplify
6005    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
6006    (if (single_use (@3))
6007     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
6009  (simplify
6010   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
6011   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6012  (simplify
6013   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
6014   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6015  (simplify
6016   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6017   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6018  (simplify
6019   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
6020    (if (single_use (@3))
6021     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
6023  (simplify
6024   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
6025   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6026  (simplify
6027   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
6028   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6029  (simplify
6030   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
6031   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6032  (simplify
6033   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
6034   (if (single_use (@3))
6035    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
6037  (simplify
6038   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
6039   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6040  (simplify
6041   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
6042   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6043  (simplify
6044   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6045   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6046  (simplify
6047   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
6048   (if (single_use (@3))
6049    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
6051 /* POPCOUNT simplifications.  */
6052 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
6053 (simplify
6054   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
6055   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
6056     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
6058 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
6059 (for popcount (POPCOUNT)
6060   (for cmp (le eq ne gt)
6061        rep (eq eq ne ne)
6062     (simplify
6063       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
6064       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6066 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
6067 (simplify
6068   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
6069   (PARITY @0))
6071 /* PARITY simplifications.  */
6072 /* parity(~X) is parity(X).  */
6073 (simplify
6074   (PARITY (bit_not @0))
6075   (PARITY @0))
6077 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
6078 (simplify
6079   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
6080   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
6082 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
6083 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
6084 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
6085   (simplify
6086     (pfun @0)
6087     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
6088       (switch
6089         (if (nz == 1)
6090           (convert @0))
6091         (if (wi::popcount (nz) == 1)
6092           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6093             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
6094                                    { build_int_cst (integer_type_node,
6095                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
6097 #if GIMPLE
6098 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
6100    int popcount64c (uint64_t x)
6101    {
6102      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
6103      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
6104      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
6105      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
6106    }
6108    int popcount32c (uint32_t x)
6109    {
6110      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
6111      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
6112      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
6113      return (x * 0x01010101) >> 24;
6114    }  */
6115 (simplify
6116  (rshift
6117   (mult
6118    (bit_and
6119     (plus:c
6120      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
6121       (plus:c@8
6122        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
6123         (bit_and
6124          (rshift
6125           (minus@6 @0
6126            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
6127           INTEGER_CST@10)
6128          INTEGER_CST@9)))
6129     INTEGER_CST@3)
6130    INTEGER_CST@2)
6131   INTEGER_CST@1)
6132   /* Check constants and optab.  */
6133   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
6134           int shift = (64 - prec) & 63;
6135           unsigned HOST_WIDE_INT c1
6136             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
6137           unsigned HOST_WIDE_INT c2
6138             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
6139           unsigned HOST_WIDE_INT c3
6140             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
6141           unsigned HOST_WIDE_INT c4
6142             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
6143    }
6144    (if (prec >= 16
6145         && prec <= 64
6146         && pow2p_hwi (prec)
6147         && TYPE_UNSIGNED (type)
6148         && integer_onep (@4)
6149         && wi::to_widest (@10) == 2
6150         && wi::to_widest (@5) == 4
6151         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
6152         && tree_to_uhwi (@2) == c1
6153         && tree_to_uhwi (@3) == c2
6154         && tree_to_uhwi (@9) == c3
6155         && tree_to_uhwi (@7) == c3
6156         && tree_to_uhwi (@11) == c4
6157         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
6158                                            OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6159     (convert (IFN_POPCOUNT:type @0)))))
6161 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
6162    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
6163    should lead to better code.  */
6164 (simplify
6165  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
6166  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6167       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
6168                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
6169   (plus (CTZ:type @0) { build_one_cst (type); })))
6170 #endif
6172 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
6173           BUILT_IN_FFSIMAX)
6174  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
6175     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
6176  (for cmp (eq ne)
6177   (simplify
6178    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6179     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6180      (switch
6181       (if (integer_zerop (@1))
6182        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6183       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
6184        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
6185       (if (single_use (@2))
6186        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6187                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6188                                                       false, prec)); })
6189             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6190                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
6191                                                   false, prec)); }))))))
6193  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
6194  (for cmp (gt le)
6195       cmp2 (ne eq)
6196       cmp3 (eq ne)
6197       bit_op (bit_and bit_ior)
6198   (simplify
6199    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6200     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6201      (switch
6202       (if (integer_zerop (@1))
6203        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6204       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
6205        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
6206       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
6207        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
6208       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
6209        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6210                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
6211                                                       false, prec)); }))
6212       (if (single_use (@2))
6213        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
6214                (cmp3 (bit_and @0
6215                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6216                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6217                                                   false, prec)); })
6218                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
6220 /* Simplify:
6222      a = a1 op a2
6223      r = c ? a : b;
6225    to:
6227      r = c ? a1 op a2 : b;
6229    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
6230    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
6231    simplification if the result of the operation isn't needed.
6233    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
6234    on targets that might not support them.  Any target implementing
6235    conditional internal functions must support the same comparisons
6236    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
6238 #if GIMPLE
6239 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
6240      cond_op (COND_BINARY)
6241  (simplify
6242   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
6243   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6244    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6245         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6246     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
6247  (simplify
6248   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
6249   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6250    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6251         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6252     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
6254 /* Same for ternary operations.  */
6255 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
6256      cond_op (COND_TERNARY)
6257  (simplify
6258   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
6259   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6260    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6261         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6262     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
6263  (simplify
6264   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
6265   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6266    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6267         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6268     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
6269                   (view_convert:op_type @1)))))))
6270 #endif
6272 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
6273    "else" value of an IFN_COND_*.  */
6274 (for cond_op (COND_BINARY)
6275  (simplify
6276   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
6277   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
6278    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6279     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
6280  (simplify
6281   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
6282   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6283    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6284         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6285     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
6287 /* Same for ternary operations.  */
6288 (for cond_op (COND_TERNARY)
6289  (simplify
6290   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
6291   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6292    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6293     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
6294  (simplify
6295   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
6296   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
6297    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6298         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6299     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
6301 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
6302    expressions like:
6304    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
6305    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
6307    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
6308    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
6309    bytes.  A is more efficiently tested as:
6311    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
6313    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
6315    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
6317    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
6319    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
6320    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
6322    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
6323    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
6324    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
6325    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
6326    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
6327    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
6328    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
6329    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
6330    pointer_pluses dead.  */
6331 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
6332  (for cmp (le lt)
6333   (simplify
6334    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
6335         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
6336    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
6337         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
6338         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
6339     /* Calculate the rhs constant.  */
6340     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
6341             offset_int rhs = off * 2; }
6342      /* Always fails for negative values.  */
6343      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
6344       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
6345          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
6346          same pointer_plus in multiple checks.  */
6347       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
6348               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
6349        (if (cmp == LT_EXPR)
6350         (gt (convert:sizetype
6351              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
6352                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
6353             { rhs_tree; })
6354         (gt (convert:sizetype
6355              (pointer_diff:ssizetype
6356               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
6357                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
6358               { swap_p ? @0 : @2; }))
6359             { rhs_tree; })))))))))
6361 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
6362    element of @1.  */
6363 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
6364  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
6365   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
6366    (if (i >= 0)
6367     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
6368             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
6369             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
6370             tree size = bitsize_int (elt_bits);
6371             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
6372      (view_convert
6373       (bit_and:elt_type
6374        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
6375        { elt; })))))))
6377 (simplify
6378  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
6379  (with
6380   {
6381     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
6383     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
6384     vec_perm_builder builder;
6385     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
6386       return NULL_TREE;
6388     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
6389     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
6390     bool single_arg = (op0 == op1);
6391     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
6392   }
6393   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
6394    { op0; }
6395    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
6396     { op1; }
6397     (with
6398      {
6399        if (!single_arg)
6400          {
6401            if (sel.all_from_input_p (0))
6402              op1 = op0;
6403            else if (sel.all_from_input_p (1))
6404              {
6405                op0 = op1;
6406                sel.rotate_inputs (1);
6407              }
6408            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
6409              {
6410                std::swap (op0, op1);
6411                sel.rotate_inputs (1);
6412              }
6413          }
6414        gassign *def;
6415        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
6416        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
6417            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
6418            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6419          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
6420        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
6421            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
6422            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6423          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
6425        tree t;
6426     }
6427     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6428           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
6429          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6430              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
6431          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
6432      { t; }
6433      (with
6434       {
6435         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
6436         tree ins = NULL_TREE;
6437         unsigned at = 0;
6439         /* See if the permutation is performing a single element
6440            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
6441            in that case.  But only if the vector mode is supported,
6442            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
6443         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
6444             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6445                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
6446                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6447                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
6448           {
6449             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
6450             if (insert_first_p)
6451               {
6452                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
6453                    first vector we only can insert the first elt from
6454                    the first vector.  */
6455                 at = 0;
6456                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
6457                   op0 = op1;
6458               }
6459             /* The above can fail for two-element vectors which always
6460                appear to insert the first element, so try inserting
6461                into the second lane as well.  For more than two
6462                elements that's wasted time.  */
6463             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
6464               {
6465                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
6466                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
6467                   if (maybe_ne (sel[at], at))
6468                     break;
6469                 if (at < encoded_nelts
6470                     && (known_eq (at + 1, nelts)
6471                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
6472                   {
6473                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
6474                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
6475                     else
6476                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
6477                   }
6478               }
6479           }
6481         /* Generate a canonical form of the selector.  */
6482         if (!ins && sel.encoding () != builder)
6483           {
6484             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
6485                argument permutation while still allowing an equivalent
6486                2-argument version.  */
6487             tree oldop2 = op2;
6488             if (sel.ninputs () == 2
6489                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
6490               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6491             else
6492               {
6493                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
6494                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
6495                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
6496                 else
6497                   /* Not directly supported with either encoding,
6498                      so use the preferred form.  */
6499                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6500               }
6501             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
6502               changed = true;
6503           }
6504       }
6505       (if (ins)
6506        (bit_insert { op0; } { ins; }
6507          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
6508        (if (changed)
6509         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
6511 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
6513 (match vec_same_elem_p
6514  @0
6515  (if (uniform_vector_p (@0))))
6517 (match vec_same_elem_p
6518  (vec_duplicate @0))
6520 (simplify
6521  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
6522  @0)
6524 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
6525    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
6526    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
6527    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
6528    to the number of trailing zeroes.  */
6529 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
6530   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))