[RS6000] Don't be too clever with dg-do run and dg-do compile
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob17ba04100c784681b475aef620d60e89be2460ae
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    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
612    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
613    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
614    be UB.  */
615 (match (power_of_two_cand @1)
616  INTEGER_CST@1)
617 (match (power_of_two_cand @1)
618  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
619 (for mod (trunc_mod floor_mod)
620  (for shift (lshift rshift)
621   (simplify
622    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
623    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
624     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
625                                                       1); }))))))
626  (simplify
627   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
628   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
629         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
630         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
631         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
632    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
634 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
635 (simplify
636  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
637  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
638   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
639                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
640                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
641                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
643 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
644 (simplify
645  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
646  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
647   (bit_and @0 (negate @1))))
649 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
650 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
651  (simplify
652   (div (mult:c @0 @1) @1)
653   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
654        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
655    @0)))
657 (for op (negate abs)
658  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
659  (for coss (COS COSH)
660   (simplify
661    (coss (op @0))
662     (coss @0)))
663  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
664  (for pows (POW)
665   (simplify
666    (pows (op @0) REAL_CST@1)
667    (with { HOST_WIDE_INT n; }
668     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
669      (pows @0 @1)))))
670  /* Likewise for powi.  */
671  (for pows (POWI)
672   (simplify
673    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
674    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
675     (pows @0 @1))))
676  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
677  (for hypots (HYPOT)
678   (simplify
679    (hypots (op @0) @1)
680    (hypots @0 @1))
681   (simplify
682    (hypots @0 (op @1))
683    (hypots @0 @1)))
684  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
685  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
686   (simplify
687    (copysigns (op @0) @1)
688    (copysigns @0 @1))))
690 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
691 (simplify
692  (mult (abs@1 @0) @1)
693  (mult @0 @0))
695 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
696 (simplify
697  (mult (absu@1 @0) @1)
698  (mult (convert@2 @0) @2))
700 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
701 (for coss (COS COSH)
702      copysigns (COPYSIGN)
703  (simplify
704   (coss (copysigns @0 @1))
705    (coss @0)))
707 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
708 (for pows (POW)
709      copysigns (COPYSIGN)
710  (simplify
711   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
712   (with { HOST_WIDE_INT n; }
713    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
714     (pows @0 @1)))))
715 /* Likewise for powi.  */
716 (for pows (POWI)
717      copysigns (COPYSIGN)
718  (simplify
719   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
720   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
721    (pows @0 @1))))
723 (for hypots (HYPOT)
724      copysigns (COPYSIGN)
725  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
726  (simplify
727   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
728   (hypots @0 @2))
729  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
730  (simplify
731   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
732   (hypots @0 @1)))
734 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
735 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
736  (simplify
737   (copysigns @0 REAL_CST@1)
738   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
739    (negate (abs @0))
740    (abs @0))))
742 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
743 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
744  (simplify
745   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
746   (copysigns @0 @2)))
748 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
749 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
750  (simplify
751   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
752   (mult @0 @0)))
754 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
755 (for ccoss (CCOS CCOSH)
756  (simplify
757   (ccoss (negate @0))
758    (ccoss @0)))
760 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
761 (for ops (conj negate)
762  (for cabss (CABS)
763   (simplify
764    (cabss (ops @0))
765    (cabss @0))))
767 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
768 (simplify
769  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
770   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
771        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
772    (lshift @0 @2)))
774 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
775    into ((1 << C) >> x). */
776 (simplify
777  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
778   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
779        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
780        && single_use (@1))
781    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
782      (rshift (lshift @0 @2) @3)
783    (with
784     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
785     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
787 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
788 (simplify
789  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
790   (if (flag_associative_math
791        && single_use (@3))
792    (with
793     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
794     (if (tem)
795      (rdiv { tem; } @1)))))
797 /* Simplify ~X & X as zero.  */
798 (simplify
799  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
800   { build_zero_cst (type); })
802 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
803 (simplify
804   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
805   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
806     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
808 (for bitop (bit_and bit_ior)
809      cmp (eq ne)
810  /* PR35691: Transform
811     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
812     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
813  (simplify
814   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
815    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
816         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
817         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
818     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
819  /* Transform:
820     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
821     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
822  (simplify
823   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
824    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
825         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
826         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
827     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
829 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
830 (simplify
831  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
832   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
833 (simplify
834  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
835  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
836   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
838 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
839 (simplify
840  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
841   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
843 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
844 (for op (bit_ior bit_xor plus)
845  (simplify
846   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
847    (bit_xor @0 @1))
848  (simplify
849   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
850   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
851    (bit_xor @0 @1))))
853 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
854 (simplify
855   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
856   (bit_ior @0 @1))
858 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
859 (simplify
860  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
861  @2)
863 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
864 (simplify
865  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
866  (bit_not (bit_and @0 @1)))
868 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
869 (simplify
870  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
871  (bit_ior @0 @1))
873 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
874 (simplify
875  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
876  (bit_and @0 @1))
878 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
879 (simplify
880  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
881  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
883 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
884 (for op (bit_and bit_xor)
885  (simplify
886   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
887   @2))
889 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
890 (simplify
891  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
892  @2)
894 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
895 (simplify
896  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
897  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
899 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
900 (simplify
901  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
902  (bit_and @0 (bit_not @1)))
904 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
905 #if GIMPLE
906 (simplify
907  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
908  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
909       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
910   (bit_xor @0 @1)))
911 #endif
913 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
914    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
915    Similarly if (N & M) == 0,
916    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
917    and for - instead of + (or unary - instead of +)
918    and/or ^ instead of |.
919    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
920 (for op (plus minus)
921  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
922   (simplify
923    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
924     (with
925      { tree pmop[2];
926        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
927                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
928                                        NULL_TREE, pmop); }
929      (if (utype)
930       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
931                             (convert:utype { pmop[1]; }))
932                         (convert:utype @2))))))
933   (simplify
934    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
935     (with
936      { tree pmop[2];
937        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
938                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
939                                        @4, pmop); }
940      (if (utype)
941       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
942                             (convert:utype { pmop[1]; }))
943                         (convert:utype @2)))))))
944  (simplify
945   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
946    (with
947     { tree pmop[2];
948       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
949                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
950                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
951     (if (utype)
952      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
953                            (convert:utype { pmop[1]; }))
954                        (convert:utype @2)))))))
955 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
956  (simplify
957   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
958    (with
959     { tree pmop[2];
960       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
961                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
962                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
963     (if (utype)
964      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
965                        (convert:utype @1)))))))
967 /* X % Y is smaller than Y.  */
968 (for cmp (lt ge)
969  (simplify
970   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
971   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
972    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
973 (for cmp (gt le)
974  (simplify
975   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
976   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
977    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
979 /* x | ~0 -> ~0  */
980 (simplify
981  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
982  @1)
984 /* x | 0 -> x  */
985 (simplify
986  (bit_ior @0 integer_zerop)
987  @0)
989 /* x & 0 -> 0  */
990 (simplify
991  (bit_and @0 integer_zerop@1)
992  @1)
994 /* ~x | x -> -1 */
995 /* ~x ^ x -> -1 */
996 /* ~x + x -> -1 */
997 (for op (bit_ior bit_xor plus)
998  (simplify
999   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1000   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1002 /* x ^ x -> 0 */
1003 (simplify
1004   (bit_xor @0 @0)
1005   { build_zero_cst (type); })
1007 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1008 (simplify
1009   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1010   (bit_not @0))
1012 /* x & ~0 -> x  */
1013 (simplify
1014  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1015   (non_lvalue @0))
1017 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1018 (for bitop (bit_and bit_ior)
1019  (simplify
1020   (bitop @0 @0)
1021   (non_lvalue @0)))
1023 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1024 #if GIMPLE
1025 (simplify
1026  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1027  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1028       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1029   @0))
1030 #endif
1032 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1033 (simplify
1034  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1035  (plus @0 @1))
1036 (simplify
1037  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1038  (minus @0 @1))
1040 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1041 (simplify
1042  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1043  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1045 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1046 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1047 (for bitop (bit_and bit_ior)
1048  (simplify
1049   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1050   (bitop @0 (bit_not @1))))
1052 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1053 (simplify
1054  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1055  @2)
1057 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1058 (simplify
1059  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1060  (bit_not @0))
1062 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1063 (simplify
1064  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1065  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1067 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1068 (simplify
1069  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1070  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1072 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1073 (simplify
1074  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1075  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1077 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1078 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1079 (for bitop (bit_and bit_ior)
1080      rbitop (bit_ior bit_and)
1081  (simplify
1082   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1083   (bitop @1 @2)))
1085 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1086 (simplify
1087  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1088  (bit_xor @0 @1))
1090 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1091 (simplify
1092  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1093  (bit_and @0 @1))
1095 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1096 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1097 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1098 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1099  (simplify
1100   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1101   (bit_ior @0 @1)))
1103 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1104 (simplify
1105  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1106  (plus @0 @1))
1108 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1109 (simplify
1110  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1111  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1112       && !TYPE_SATURATING (type))
1113   (bit_and @0 @1)))
1115 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1116 (simplify
1117  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1118  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1119       && !TYPE_SATURATING (type))
1120   (bit_ior @0 @1)))
1122 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1123 (simplify
1124  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1125  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1127 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1128 (simplify
1129  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1130  (bit_and @0 @1))
1132 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1133 (simplify
1134  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1135  (bit_xor @0 @1))
1137 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1138 (simplify
1139  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1140  (bit_xor @0 @1))
1142 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1143 (simplify
1144  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1145  (bit_and @0 @1))
1147 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1148 (simplify
1149  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1150  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1152 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1153 (simplify
1154  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1155  (bit_xor @0 @1))
1157 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1158 (simplify
1159  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1160                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1161        integer_all_onesp)
1162  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1163       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1164       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1165       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1166  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1167 (simplify
1168  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1169                                integer_all_onesp))
1170        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1171  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1172       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1173       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1174       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1175  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1176 (simplify
1177  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1178        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1179                                integer_onep)))
1180  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1181       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1182       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1183       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1184  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1186 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1187    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1188 (for op (bit_and bit_ior)
1189      rop (bit_ior bit_and)
1190  (simplify
1191   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1192   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1193        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1194    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1196 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1197    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1198    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1199    simplifications.  */
1200 (for op (bit_xor plus)
1201  (simplify
1202   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1203       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1204   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1205        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1206        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1207    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1209 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1210 (simplify
1211  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1212  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1213   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1215 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1216 (simplify
1217  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1218  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1219       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1220   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1222 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1223 (simplify
1224  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1225  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1226   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1228 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1229 (for opo (bit_and bit_xor)
1230      opi (bit_xor bit_and)
1231  (simplify
1232   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1233   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1235 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1236    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1237    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1238    constants are involved.  For example, convert
1239      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1240    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1241 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1242      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1243  (simplify
1244   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1245   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1246        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1247    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1249 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1250 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1251    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1252 (for op (bit_and bit_ior)
1253  (simplify
1254   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1255   @2))
1256 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1257 (simplify
1258  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1259  (convert @0))
1260 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1261    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1262 (for op (bit_and bit_ior)
1263  (simplify
1264   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1265   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1266        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1267    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1268     (op @3 (convert @2))
1269     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1270      (op (convert @1) @5))))))
1271 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1272 (simplify
1273  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1274  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1275       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1276   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1278 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1279    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1280 (simplify
1281  (abs (abs@1 @0))
1282  @1)
1284 (simplify
1285  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1286  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1287   @1))
1289 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1290 (simplify
1291  (abs (negate @0))
1292  (abs @0))
1294 (simplify
1295  (absu (negate @0))
1296  (absu @0))
1298 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1299 (simplify
1300  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1301  @0)
1303 (simplify
1304  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1305  (convert @0))
1307 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1308 (match negate_expr_p
1309  INTEGER_CST
1310  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1311        && TYPE_UNSIGNED (type))
1312       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1313           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1314 (match negate_expr_p
1315  FIXED_CST)
1316 (match negate_expr_p
1317  (negate @0)
1318  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1319 (match negate_expr_p
1320  REAL_CST
1321  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1322 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1323    ways.  */
1324 (match negate_expr_p
1325  VECTOR_CST
1326  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1327 (match negate_expr_p
1328  (minus @0 @1)
1329  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1330       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1331           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1332           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1334 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1335 (simplify
1336  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1337   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1338        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1339    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1341 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1342 (simplify
1343  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1344  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1345       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1346   (minus (negate @1) @0)))
1348 /* -(A - B) -> B - A.  */
1349 (simplify
1350  (negate (minus @0 @1))
1351  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1352       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1353           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1354           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1355   (minus @1 @0)))
1356 (simplify
1357  (negate (pointer_diff @0 @1))
1358  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1359   (pointer_diff @1 @0)))
1361 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1362 (simplify
1363  (minus @0 negate_expr_p@1)
1364  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1365  (plus @0 (negate @1))))
1367 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1368    when profitable.
1369    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1370    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1371    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1372    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1373 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1374  (simplify
1375   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1376   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1377          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1378          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1379         || types_match (@0, @1))
1380        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1381           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1382           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1383           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1384           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1385        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1386        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1387               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1388            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1389            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1390               mode.  */
1391            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1392            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1393               of its mode.  */
1394            || !type_has_mode_precision_p (type)
1395            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1396               in smaller IL.  */
1397            || (GIMPLE
1398                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1399                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1400                && single_use (@2)
1401                && single_use (@3))))
1402    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1403  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1404     in smaller IL.  */
1405  (simplify
1406   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1407   (if (GIMPLE
1408        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1409        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1410        && types_match (type, @0))
1411    (bitop @0 (convert @1)))))
1413 (for bitop (bit_and bit_ior)
1414      rbitop (bit_ior bit_and)
1415   /* (x | y) & x -> x */
1416   /* (x & y) | x -> x */
1417  (simplify
1418   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1419   @0)
1420  /* (~x | y) & x -> x & y */
1421  /* (~x & y) | x -> x | y */
1422  (simplify
1423   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1424   (bitop @0 @1)))
1426 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1427 (simplify
1428   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1429   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1431 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1432 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1433  (simplify
1434   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1435   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1436    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1437       folded to a constant.  */
1438    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1439    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1440       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1441       the values involved are such that the operation can't be decided at
1442       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1443       that combination can be decided at compile time.
1445       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1446       oscillation.  */
1447    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1448     (if (cst1)
1449      (bitop @1 { cst1; })
1450      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1451       (if (cst2)
1452        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1454 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1455    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1456 (match truth_valued_p
1457  @0
1458  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1459 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1460  (match truth_valued_p
1461   (op @0 @1)))
1462 (match truth_valued_p
1463   (truth_not @0))
1465 (match (logical_inverted_value @0)
1466  (truth_not @0))
1467 (match (logical_inverted_value @0)
1468  (bit_not truth_valued_p@0))
1469 (match (logical_inverted_value @0)
1470  (eq @0 integer_zerop))
1471 (match (logical_inverted_value @0)
1472  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1473 (match (logical_inverted_value @0)
1474  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1476 /* X & !X -> 0.  */
1477 (simplify
1478  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1479  { build_zero_cst (type); })
1480 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1481 (for op (bit_ior bit_xor)
1482  (simplify
1483   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1484   { constant_boolean_node (true, type); }))
1485 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1486 (for op (eq ne)
1487  (simplify
1488   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1489   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1491 /* ~~x -> x */
1492 (simplify
1493   (bit_not (bit_not @0))
1494   @0)
1496 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1497 (simplify
1498  (bit_not (convert? (negate @0)))
1499  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1500       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1501   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1503 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1504 (simplify
1505  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1506  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1508 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1509 (simplify
1510  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1511  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1512       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1513   (convert (negate @0))))
1514 (simplify
1515  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1516  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1517       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1518   (convert (negate @0))))
1520 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1521 (simplify
1522  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1523  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1524   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1525 (simplify
1526  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1527  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1528   (convert (bit_xor @0 @1))))
1530 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1531 (simplify
1532  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1533  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1534   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1536 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1537 (simplify
1538  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1539  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1541 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1542 (simplify
1543  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1544  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1545       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1546   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1548 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1549 (for cmp (gt lt ge le)
1550 (simplify
1551  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1552   (if (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@2))
1553    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1555 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1556    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1557 (for cmp (eq ne)
1558  (simplify
1559   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1560   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1561        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1562        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1563    (cmp @0 @2))))
1565 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1566    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1567 (for cmp (eq ne)
1568  (simplify
1569   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1570   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1571        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1572        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1573    (cmp @0 @2))))
1575 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1576    x * C RELOP y * C into:
1578    x RELOP y for nonnegative C
1579    y RELOP x for negative C  */
1580 (for cmp (lt gt le ge)
1581  (simplify
1582   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1583   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1584        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1585    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1586     (cmp @0 @2)
1587    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1588         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1589     (cmp @2 @0))))))
1591 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1592 (for cmp (le gt)
1593      icmp (gt le)
1594  (simplify
1595   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1596    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1597         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1598         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1599         && (wi::to_wide (@2)
1600             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1601     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1602      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1604 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1605 (for cmp (simple_comparison)
1606  (simplify
1607   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1608   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1609        && types_match (@0, @1))
1610    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1611     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1612      (cmp @1 @0)
1613      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1614       (with
1615        {
1616         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1617        }
1618        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1619     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1620      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1621       (cmp @0 @1)
1622       (with
1623        {
1624         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1625        }
1626        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1628 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1629 (for cmp (simple_comparison)
1630  (simplify
1631   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1632   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1633        && integer_nonzerop (@1)
1634        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1635        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1636    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1637            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1638                                                    &neg_overflow); }
1639     (switch
1640      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1641        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1642         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1643         (if (code == LT_EXPR)
1644          (lt @0 { lo; })
1645          (ge @0 { lo; }))))
1646      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1647        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1648         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1649         (if (code == LE_EXPR)
1650          (le @0 { hi; })
1651          (gt @0 { hi; }))))
1652      (if (!lo && !hi)
1653       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1654      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1655       (ge @0 { lo; }))
1656      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1657       (le @0 { hi; }))
1658      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1659       (lt @0 { lo; }))
1660      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1661       (gt @0 { hi; }))
1662      (if (GENERIC)
1663       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1664                            lo, hi); })
1665      (with
1666       {
1667         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1668         if (etype)
1669           {
1670             hi = fold_convert (etype, hi);
1671             lo = fold_convert (etype, lo);
1672             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1673           }
1674       }
1675       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1676        (if (code == EQ_EXPR)
1677         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1678         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1680 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1681 (for op (lt le ge gt)
1682  (simplify
1683   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1684   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1685        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1686    (op @0 @1))))
1687 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1688 (for op (eq ne minus)
1689  (simplify
1690   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1691   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1692        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1693            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1694    (op @0 @1))))
1696 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1697 (for op (lt le ge gt)
1698  (simplify
1699   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1700   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1701        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1702    (op @0 @1))))
1703 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1704 (for op (eq ne minus)
1705  (simplify
1706   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1707   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1708        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1709            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1710    (op @0 @1))))
1711 /* And for pointers...  */
1712 (for op (simple_comparison)
1713  (simplify
1714   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1715   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1716    (op @0 @1))))
1717 (simplify
1718  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1719  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1720       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1721   (pointer_diff @0 @1)))
1723 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1724 (for op (lt le ge gt)
1725  (simplify
1726   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1727   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1728        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1729    (op @1 @0))))
1730 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1731 (for op (eq ne minus)
1732  (simplify
1733   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1734   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1735        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1736            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1737    (op @1 @0))))
1738 /* And for pointers...  */
1739 (for op (simple_comparison)
1740  (simplify
1741   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1742   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1743    (op @1 @0))))
1744 (simplify
1745  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1746  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1747       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1748   (pointer_diff @1 @0)))
1750 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1751 (for op (lt le gt ge)
1752  (simplify
1753   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1754   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1755        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1756        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1757        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1758    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1759 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1760 (for op (eq ne)
1761  (simplify
1762   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1763   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1764        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1765            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1766        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1767        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1768        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1769    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1770  (simplify
1771   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1772   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1773        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1774        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1775    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1777 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1778    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1779 (for op (simple_comparison)
1780  (simplify
1781   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1782   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1783        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1784            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1785                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1786        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1787    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1789 /* Transform:
1790    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1791    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1792 (for cmp (eq ne)
1793      ocmp (lt ge)
1794  (simplify
1795   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1796   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1797        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1798        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1799        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1800    (ocmp @0 @1))))
1802 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1803 (for cmp (eq ne)
1804  (simplify
1805   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1806   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1807    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1809 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1810    possibly set.  */
1811 (match with_possible_nonzero_bits
1812  INTEGER_CST@0)
1813 (match with_possible_nonzero_bits
1814  SSA_NAME@0
1815  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1816 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1817 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1818  with_possible_nonzero_bits@0)
1819 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1820  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1822 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1823    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1824 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1825  INTEGER_CST@0)
1826 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1827  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1829 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1830 (for cmp (eq ne)
1831  (simplify
1832   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1833   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1834    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1836 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1837    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1838    zero throughout its computed value range,
1839    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1840    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1841    and 0's otherwise.
1842    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1843    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1844    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1846 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1847      outer_op (bit_xor bit_ior)
1848 (simplify
1849  (outer_op
1850   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1851  (with
1852   {
1853     bool fail = false;
1854     wide_int zero_mask_not;
1855     wide_int C0;
1856     wide_int cst_emit;
1858     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1859       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1860     else
1861       fail = true;
1863     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1864       {
1865         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1866         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1867       }
1868     else
1869       {
1870         C0 = wi::to_wide (@0);
1871         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1872       }
1873   }
1874   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1875    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1876    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1877     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1879 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1880 (simplify
1881   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1882   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1884 /* Pattern match
1885      tem1 = (long) ptr1;
1886      tem2 = (long) ptr2;
1887      tem3 = tem2 - tem1;
1888      tem4 = (unsigned long) tem3;
1889      tem5 = ptr1 + tem4;
1890    and produce
1891      tem5 = ptr2;  */
1892 (simplify
1893   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1894   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1895   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1896        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1897             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1898    @1))
1899 (simplify
1900   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1901   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1902    (convert @1)))
1904 /* Pattern match
1905      tem = (sizetype) ptr;
1906      tem = tem & algn;
1907      tem = -tem;
1908      ... = ptr p+ tem;
1909    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1910      ... = ptr & ~algn;  */
1911 (simplify
1912   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1913   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1914    (bit_and @0 { algn; })))
1916 /* Try folding difference of addresses.  */
1917 (simplify
1918  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1919  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1920   (with { poly_int64 diff; }
1921    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1922     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1923 (simplify
1924  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1925  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1926   (with { poly_int64 diff; }
1927    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1928     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1929 (simplify
1930  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1931  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1932       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1933   (with { poly_int64 diff; }
1934    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1935     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1936 (simplify
1937  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1938  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1939       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1940   (with { poly_int64 diff; }
1941    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1942     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1944 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
1945 (simplify
1946  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
1947  (if (POINTER_TYPE_P (type))
1948   { build_fold_addr_expr_with_type
1949       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
1950                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
1951                type); }))
1953 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1954    be able to fold this expression using the object or function's
1955    alignment.  */
1956 (simplify
1957  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1958  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1959       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1960   (with
1961    {
1962      unsigned int align;
1963      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1964      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1965    }
1966    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1967     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1968                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1970 (match min_value
1971  INTEGER_CST
1972  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1973       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
1975 (match max_value
1976  INTEGER_CST
1977  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1978       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
1980 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
1981    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
1982 (for eqne (eq ne)
1983  (simplify
1984   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
1985    (switch
1986     (if (eqne == EQ_EXPR)
1987      { constant_boolean_node (false, type); })
1988     (if (eqne == NE_EXPR)
1989      @2)
1990     )))
1992 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
1993    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
1994 (for eqne (eq ne)
1995  (simplify
1996   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
1997    (switch
1998     (if (eqne == EQ_EXPR)
1999      { constant_boolean_node (false, type); })
2000     (if (eqne == NE_EXPR)
2001      @2)
2002     )))
2004 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2005 (simplify
2006  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2007   @2)
2009 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2010 (simplify
2011  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2012   @2)
2014 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2015 (simplify
2016  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2017   @2)
2019 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2020 (simplify
2021  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2022   { constant_boolean_node (true, type); })
2024 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2025 (simplify
2026  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2027   @2)
2029 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2030 (simplify
2031  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2032   @2)
2034 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2035    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2036 (for eqne (eq ne)
2037  (simplify
2038   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2039    (switch
2040     (if (eqne == EQ_EXPR)
2041      @2)
2042     (if (eqne == NE_EXPR)
2043      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2045 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2046    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2048 (for code1 (eq ne)
2049  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2050   (simplify
2051    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2052     (with
2053      {
2054       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2055       bool val;
2056       switch (code2)
2057          {
2058         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2059         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2060         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2061         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2062         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2063         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2064         default: gcc_unreachable ();
2065         }
2066      }
2067      (switch
2068       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2069       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2070       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2072 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2074 (for code1 (lt le gt ge)
2075  (for code2 (lt le gt ge)
2076   (simplify
2077   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2078    (with
2079     {
2080      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2081     }
2082     (switch
2083      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2084      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2085           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2086       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2087        @3
2088        @4))
2089      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2090      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2091           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2092       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2093        @3
2094        @4))
2095      /* Check for singleton ranges.  */
2096      (if (cmp == 0
2097           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2098             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2099       (eq @0 @1))
2100      /* Check for disjoint ranges.  */
2101      (if (cmp <= 0
2102           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2103           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2104       { constant_boolean_node (false, type); })
2105      (if (cmp >= 0
2106           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2107           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2108       { constant_boolean_node (false, type); })
2109      )))))
2111 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2112    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2114 (for code1 (eq ne)
2115  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2116   (simplify
2117    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2118     (with
2119      {
2120       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2121       bool val;
2122       switch (code2)
2123         {
2124         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2125         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2126         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2127         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2128         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2129         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2130         default: gcc_unreachable ();
2131         }
2132      }
2133      (switch
2134       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2135       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2136       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2138 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2140 (for code1 (lt le gt ge)
2141  (for code2 (lt le gt ge)
2142   (simplify
2143   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2144    (with
2145     {
2146      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2147     }
2148     (switch
2149      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2150      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2151           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2152       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2153        @4
2154        @3))
2155      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2156      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2157           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2158       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2159        @4
2160        @3))
2161      /* Check for singleton ranges.  */
2162      (if (cmp == 0
2163           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2164               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2165       (ne @0 @2))
2166      /* Check for disjoint ranges.  */
2167      (if (cmp >= 0
2168           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2169           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2170       { constant_boolean_node (true, type); })
2171      (if (cmp <= 0
2172           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2173           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2174       { constant_boolean_node (true, type); })
2175      )))))
2177 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2178 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2180  /* Contract negates.  */
2181  /* A + (-B) -> A - B */
2182  (simplify
2183   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2184   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2185   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2186        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2187    (with
2188     {
2189      tree t1 = type;
2190      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2191          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2192        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2193     }
2194     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2195  /* A - (-B) -> A + B */
2196  (simplify
2197   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2198   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2199        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2200    (with
2201     {
2202      tree t1 = type;
2203      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2204          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2205        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2206     }
2207     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2208  /* -(T)(-A) -> (T)A
2209     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2210     happen without overflow.  */
2211  (simplify
2212   (negate (convert (negate @1)))
2213   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2214        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2215            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2216                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2217        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2218        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2219    (convert @1)))
2220  (simplify
2221   (negate (convert negate_expr_p@1))
2222   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2223        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2224             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2225             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2226            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2227    (convert (negate @1))))
2228  (simplify
2229   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2230   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2231        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2232    (view_convert @1)))
2234  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2235     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2236  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2237       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2239   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2240      irrespective of overflow issues.  */
2241   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2242   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2243   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2244   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2245   (simplify
2246    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2247    (view_convert @1))
2248   (simplify
2249    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2250    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2251         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2252    (negate (view_convert @1))
2253    (view_convert (negate @1))))
2254   (simplify
2255    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2256    (view_convert @0))
2257   (simplify
2258    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2259     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2260          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2261      (negate (view_convert @1))
2262      (view_convert (negate @1))))
2263   (simplify
2264    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2265    (view_convert @1))
2266   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2267   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2268   /* More cases are handled with comparisons.  */
2269   (simplify
2270    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2271    (plus @2 @1))
2272   (simplify
2273    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2274    (minus @2 @1))
2275   (simplify
2276    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2277    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2278         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2279     (pointer_diff @2 @1)))
2280   (simplify
2281    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2282    (plus @1 @2))
2284   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2285      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2286      scalars.  */
2287   (for outer_op (plus minus)
2288    (for inner_op (plus minus)
2289         neg_inner_op (minus plus)
2290     (simplify
2291      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2292                CONSTANT_CLASS_P@2)
2293      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2294      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2295       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2296          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2297       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2298        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2299         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2300         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2301       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2302            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2303        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2304         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2305         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2306        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2307           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2308           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2309        (if (types_match (type, @0))
2310         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2311                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2312                                         type, @1, @2); }
2313          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2314           (inner_op @0 { cst; } )
2315           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2316           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2317                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2318            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2319            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2320            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2321             (if (utype)
2322              (view_convert (inner_op
2323                             (view_convert:utype @0)
2324                             (view_convert:utype
2325                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2327   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2328   (for outer_op (plus minus)
2329    (simplify
2330     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2331     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2332     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2333      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2334         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2335      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2336       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2337      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2338           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2339       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2340       (if (types_match (type, @0))
2341        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2342         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2343          (minus { cst; } @0))))))))
2345   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2346      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2347      scalars.  */
2348   (simplify
2349    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2350    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2351    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2352     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2353       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2354     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2355      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2356     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2357          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2358      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2359      (if (types_match (type, @0))
2360       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2361        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2362         (plus { cst; } @0)))))))
2364 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2365 #if GIMPLE
2366   (simplify
2367    (plus (convert SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2368     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2369          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2370          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2371          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2372      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2373         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2374      (with
2375       {
2376         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2377                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2378         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2380         wide_int w1
2381           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2382                             TYPE_SIGN (inner_type));
2384         wide_int wmin0, wmax0;
2385         if (get_range_info (@0, &wmin0, &wmax0) == VR_RANGE)
2386           {
2387             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2388             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2389           }
2390       }
2391      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2392       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2393      )))
2394 #endif
2396 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2397 #if GIMPLE
2398   (for op (plus minus)
2399    (simplify
2400     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2401      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2402           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2403           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2404           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2405           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2406           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2407        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2408 #endif
2410 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2411    to a simple value.  */
2412 #if GIMPLE
2413   (for op (plus minus)
2414    (simplify
2415     (op (convert @0) (convert @1))
2416      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2417           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2418           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2419           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2420           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2421           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2422       (convert (op! @0 @1)))))
2423 #endif
2425   /* ~A + A -> -1 */
2426   (simplify
2427    (plus:c (bit_not @0) @0)
2428    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2429     { build_all_ones_cst (type); }))
2431   /* ~A + 1 -> -A */
2432   (simplify
2433    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2434    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2435     (negate (convert @0))))
2437   /* -A - 1 -> ~A */
2438   (simplify
2439    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2440    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2441         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2442     (bit_not (convert @0))))
2444   /* -1 - A -> ~A */
2445   (simplify
2446    (minus integer_all_onesp @0)
2447    (bit_not @0))
2449   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2450   (simplify
2451    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2452     (convert? @0))
2453    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2454         /* For integer types, if A has a smaller type
2455            than T the result depends on the possible
2456            overflow in P + A.
2457            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2458            However, if an overflow in P + A would cause
2459            undefined behavior, we can assume that there
2460            is no overflow.  */
2461         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2462             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2463     (convert @1)))
2464   (simplify
2465    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2466     (convert @0))
2467    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2468         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2469            final type requires a sign- or zero-extension,
2470            then we have to punt - it is not defined which
2471            one is correct.  */
2472         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2473             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2474             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2475     (convert @1)))
2476    (simplify
2477     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2478     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2479        thus sign-extended if necessary.  */
2480     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2481      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2482         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2483         we don't want to diagnose overflow here.  */
2484      (convert (view_convert:stype @1))))
2486   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2487   (simplify
2488    (minus (convert? @0)
2489     (convert (plus:c @@0 @1)))
2490    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2491         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2492         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2493     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2494      (convert (negate (convert:utype @1))))
2495     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2496          /* For integer types, if A has a smaller type
2497             than T the result depends on the possible
2498             overflow in P + A.
2499             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2500             However, if an overflow in P + A would cause
2501             undefined behavior, we can assume that there
2502             is no overflow.  */
2503          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2504              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2505      (negate (convert @1)))))
2506   (simplify
2507    (minus (convert @0)
2508     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2509    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2510         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2511         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2512     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2513      (convert (negate (convert:utype @1))))
2514     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2515          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2516             final type requires a sign- or zero-extension,
2517             then we have to punt - it is not defined which
2518             one is correct.  */
2519          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2520              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2521              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2522      (negate (convert @1)))))
2523    (simplify
2524     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2525     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2526        thus sign-extended if necessary.  */
2527     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2528      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2529         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2530         we don't want to diagnose overflow here.  */
2531      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2533   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2534   (simplify
2535    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2536     (convert (plus:c @0 @2)))
2537    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2538         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2539         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2540         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2541     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2542      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2543     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2544           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2545          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2546              /* For integer types, if A has a smaller type
2547                 than T the result depends on the possible
2548                 overflow in P + A.
2549                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2550                 However, if an overflow in P + A would cause
2551                 undefined behavior, we can assume that there
2552                 is no overflow.  */
2553              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2554                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2555                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2556                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2557      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2558   (simplify
2559    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2560     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2561    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2562         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2563         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2564     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2565      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2566     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2567          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2568             final type requires a sign- or zero-extension,
2569             then we have to punt - it is not defined which
2570             one is correct.  */
2571          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2572              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2573              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2574              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2575              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2576      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2577    (simplify
2578     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
2579      (pointer_diff @0 @1))
2580    (simplify
2581     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2582     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2583        thus sign-extended if necessary.  */
2584     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2585      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2586         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2587         we don't want to diagnose overflow here.  */
2588      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2589             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2591 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2592     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2593 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2594      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2595  (for plusminus (plus minus)
2596   (simplify
2597    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2598    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2599         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2600         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2601             && tree_expr_nonzero_p (@0)
2602             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2603     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
2604      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2605         original operand (but not on both).  */
2606      (mult (plusminus @1 @2) @0)
2607 #if GIMPLE
2608      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
2609 #endif
2610   )))
2611   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2612   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2613    (simplify
2614     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2615     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2616           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2617           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2618              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2619              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2620              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2621           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2622               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2623                    && expr_not_equal_to (@0,
2624                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2625                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2626                       ? expr_not_equal_to (@2,
2627                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2628                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2629                       : (expr_not_equal_to (@2,
2630                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2631                          && expr_not_equal_to (@2,
2632                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2633                                 + 1))))))
2634          && single_use (@3))
2635      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2636    (simplify
2637     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2638     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2639           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2640           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2641              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2642              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2643              for @0 0 and @2 min.  */
2644           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2645               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2646                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2647                        || expr_not_equal_to (@0,
2648                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2649                   || expr_not_equal_to (@2,
2650                         (plusminus == PLUS_EXPR
2651                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2652                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2653          && single_use (@3))
2654      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2656 #if GIMPLE
2657 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2658    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2659 (simplify
2660  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2661   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2662        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2663        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type))
2664    (with { tree t = type;
2665            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2666            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2667                                              element_precision (type));
2668            w += 1;
2669            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2670                                         : t, w);
2671            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2672     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2673 (simplify
2674  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2675   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2676        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2677        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2678        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2679        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type))
2680    (with { tree t = type;
2681            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2682            unsigned int prec = element_precision (type);
2683            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2684            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2685            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2686                                         : t, w);
2687            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2688     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2689 #endif
2691 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2693 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2694  (simplify
2695   (minmax @0 @0)
2696   @0))
2697 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2698 (simplify
2699  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2700  @1)
2701 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2702 (simplify
2703  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2704  @1)
2705 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2706 (simplify
2707  (max:c @0 (negate @0))
2708  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2709       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2710           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2711   (abs @0)))
2712 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2713 (simplify
2714  (min:c @0 (negate @0))
2715  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2716       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2717           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2718   (negate (abs @0))))
2719 (simplify
2720  (min @0 @1)
2721  (switch
2722   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2723        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2724        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2725    @1)
2726   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2727        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2728        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2729    @0)))
2730 (simplify
2731  (max @0 @1)
2732  (switch
2733   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2734        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2735        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2736    @1)
2737   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2738        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2739        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2740    @0)))
2742 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2743 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2744 (simplify
2745  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2746   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2747    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2748     @2
2749     @0)))
2751 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2752 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2753 (simplify
2754  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2755   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2756    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2757     @0
2758     @2)))
2760 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2761    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2762 (for minmax (min max)
2763  (simplify
2764   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2765   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2766        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2767        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2768        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2769    (minmax @1 (convert @2)))))
2771 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2772  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2773     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2774  (simplify
2775   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2776   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2777        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2778    @0)))
2779 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2780    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2781    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2782    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2783    worry about it either.  */
2784 (if (flag_finite_math_only)
2785  (simplify
2786   (FMIN_ALL @0 @1)
2787   (min @0 @1))
2788  (simplify
2789   (FMAX_ALL @0 @1)
2790   (max @0 @1)))
2791 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2792 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2793      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2794  (simplify
2795   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2796   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2797        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2798            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2799    (negate (maxmin @0 @1)))))
2800 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2801    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2802 (for minmax (min max)
2803  maxmin (max min)
2804  (simplify
2805   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2806   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2808 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2809 (for minmax (min min max max)
2810      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2811      out    (le  gt  ge  lt )
2812  (simplify
2813   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2814   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2815    (out @0 @1))))
2816 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2817    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2818 (for cmp (eq ne)
2819  (simplify
2820   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2821   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2822                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2823    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2824    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2825                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2826     (cmp @0 @2)))))
2827 (for cmp (eq ne)
2828  (simplify
2829   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2830   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2831                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2832    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2833    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2834                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2835     (cmp @0 @2)))))
2836 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2837 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2838      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2839      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2840  (simplify
2841   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2842   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2844 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
2845    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
2846    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
2847 (for cmp (simple_comparison)
2848  (simplify
2849   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
2850                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2851   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2852        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2853        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2854        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2855        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2856            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2857        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2858    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2859  (simplify
2860   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
2861                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2862   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2863        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2864        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2865        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2866        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2867            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2868        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2869    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2870  /* Similarly with ^ instead of - though in that case with :c.  */
2871  (simplify
2872   (bit_xor:c @0 (bit_and:c (bit_xor:c @0 @1)
2873                            (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2874   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2875        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2876        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2877        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2878        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2879            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2880        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2881    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
2883 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2885 (for rotate (lrotate rrotate)
2886  (simplify
2887   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2888   @0))
2890 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2891 (simplify
2892  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2893  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2894       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2895   @0))
2897 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2898 (simplify
2899  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
2900  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2901   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
2902   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2904 (simplify
2905  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
2906  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
2907       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
2908          long as the low TYPE_PRECISION (type)
2909          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
2910       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
2911       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2912       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2913       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2914       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
2915           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
2916                         TYPE_PRECISION (type)
2917                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
2918   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2920 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2921    types.  */
2922 (simplify
2923  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2924  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2925       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2926   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2928 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2929  (simplify
2930   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2931   (non_lvalue @0))
2932  (simplify
2933   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2934   @0)
2935  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2936     if vector2 is uniform.  */
2937  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2938   (simplify
2939    (shiftrotate @0 vec@1)
2940    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2941     (if (tem)
2942      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2944 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2945    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2946 #if GIMPLE
2947 (for shift (lshift rshift)
2948  (simplify
2949   (shift @0 SSA_NAME@1)
2950    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2951     (with {
2952       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2953       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2954      }
2955      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2956       @0)))))
2957 #endif
2959 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2960    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2961 (simplify
2962  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2963  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2964                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2965                                            element_precision (type)), @1); }))
2967 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2968 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2969  (simplify
2970   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2971   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2972    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2973         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2974         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2975         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2976     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2977                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2978      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2979         being well defined.  */
2980      (if (low >= prec)
2981       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2982        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2983        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2984         { build_zero_cst (type); }
2985         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2986       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2989 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2990    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2991 (for cmp (ne eq)
2992      icmp (eq ne)
2993  (simplify
2994   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2995   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2997 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2998    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2999    if CST2 != 0.  */
3000 (for cmp (ne eq)
3001  (simplify
3002   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3003   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3004    (if (cand < 0
3005         || (!integer_zerop (@2)
3006             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3007     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3008     (if (!integer_zerop (@2)
3009          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3010      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3012 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3013         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3014    if the new mask might be further optimized.  */
3015 (for shift (lshift rshift)
3016  (simplify
3017   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3018            INTEGER_CST@2)
3019    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3020         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3021         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3022         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3023         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3024     (with
3025      {
3026        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3027        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3028        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3029        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3030        unsigned int prec;
3032        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3033          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3034        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3035                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3036          {
3037            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3038            tree arg00 = @0;
3039            /* See if more bits can be proven as zero because of
3040               zero extension.  */
3041            if (@3 != @0
3042                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3043              {
3044                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3045                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3046                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3047                  {
3048                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3049                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3050                    if (shiftc < prec)
3051                      shift_type = inner_type;
3052                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3053                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3054                       is all ones.  */
3055                  }
3056              }
3057            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3058            if (shiftc < prec)
3059              {
3060                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3061                zerobits <<= prec - shiftc;
3062              }
3063            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3064               can contain actually sign bits, so no transformation is
3065               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3066               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3067            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3068                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3069              {
3070                if ((mask & zerobits) == 0)
3071                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3072                else
3073                  zerobits = 0;
3074              }
3075          }
3076      }
3077      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3078      (if ((mask & zerobits) == mask)
3079       { build_int_cst (type, 0); }
3080       (with { newmask = mask | zerobits; }
3081        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3082         (with
3083          {
3084            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3085               mode's mask.  */
3086            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3087                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3088              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3089                break;
3090          }
3091          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3092               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3093           (with
3094            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3095            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3096             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3097              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3098              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3100 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3101    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3102 (for shift (lshift rshift)
3103  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3104   (simplify
3105    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3106    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3107     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3108      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
3110 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3111 (simplify
3112  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3113   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3114        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3115            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3116            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3117    (with
3118     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3119      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3121 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3122    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3123 (for rotate (lrotate rrotate)
3124  (simplify
3125   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3126    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3127          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3128          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3129         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3130             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3131     (with
3132      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3133       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3135 /* Simplifications of conversions.  */
3137 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3138 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3139  (simplify
3140   (cvt @0)
3141   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3142        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3143    @0)))
3145 /* Contract view-conversions.  */
3146 (simplify
3147   (view_convert (view_convert @0))
3148   (view_convert @0))
3150 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3151    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3152 (simplify
3153   (view_convert @0)
3154   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3155        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3156        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3157    (convert @0)))
3159 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3160    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3161 (simplify
3162   (view_convert (convert@0 @1))
3163   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3164        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3165        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3166        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3167            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3168                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3169    (view_convert @1)))
3171 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3172 (simplify
3173   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3174   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3175        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3176    { build_zero_cst (type); }))
3178 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3179    barriers can be removed.  */
3180 (simplify
3181  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3182  @0)
3183 (simplify
3184  (paren (paren@1 @0))
3185  @1)
3187 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3188 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3189  (for icvt (convert float)
3190   (simplify
3191    (ocvt (icvt@1 @0))
3192    (with
3193     {
3194       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3195       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3196       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3197       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3198       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3199       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3200       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3201       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3202       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3203       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3204       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3205       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3206       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3207       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3208       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3209       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3210       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3211       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3212       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3213       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3214     }
3215    (switch
3216     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3217        handled below, if we are converting something to its own
3218        type via an object of identical or wider precision, neither
3219        conversion is needed.  */
3220     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3221           || (GENERIC
3222               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3223          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3224              || (inter_float && final_float))
3225          && inter_prec >= final_prec)
3226      (ocvt @0))
3228     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3229        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3230        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3231        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3232        then we sometimes need the middle conversion.  */
3233     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3234          && (final_int || final_float)
3235          && inter_prec >= inside_prec
3236          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3237      (ocvt @0))
3239     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3240        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3241        final conversion does not change precision we can drop the
3242        intermediate conversion.  */
3243     (if (inside_int && inter_int && final_int
3244          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3245               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3246              || final_prec == inter_prec))
3247      (ocvt @0))
3249     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3250         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3251         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3252         - the intermediate type is narrower than both initial and
3253           final, or
3254         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3255           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3256         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3257           intermediate and final types differ, or
3258         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3259           initial and intermediate types differ.  */
3260     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3261          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3262          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3263          && ! (inside_int && inter_int
3264                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3265                && inter_prec < final_prec)
3266          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3267              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3268          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3269          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3270      (ocvt @0))
3272     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3273        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3274     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3275          && final_int && inter_int && inside_int
3276          && final_prec == inside_prec
3277          && final_prec > inter_prec
3278          && inter_unsignedp)
3279      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3280                               (inside_type,
3281                                wi::mask (inter_prec, false,
3282                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3284     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3285        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3286        floating-point conversion.  */
3287     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3288          && inside_int && inter_float && final_int &&
3289          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3290          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3291      (convert @0)))))))
3293 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3294    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3295    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3296 (simplify
3297   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3298   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3299        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3300        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3301        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3302                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3303    (convert @0)))
3306 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3307 (simplify
3308   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3309   (convert @0))
3311 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3312 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3313      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3314   (simplify
3315    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3316    @0))
3318 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3319 (for op (plus minus)
3320  (simplify
3321   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3322   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3323        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3324    (with
3325      {
3326        wi::overflow_type overflow;
3327        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3328                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3329      }
3330      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3331          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3332       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3333       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3334        (convert (op (convert:utype @0)
3335                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3337 /* Canonicalization of binary operations.  */
3339 /* Convert X + -C into X - C.  */
3340 (simplify
3341  (plus @0 REAL_CST@1)
3342  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3343   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3344    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3345     (minus @0 { tem; })))))
3347 /* Convert x+x into x*2.  */
3348 (simplify
3349  (plus @0 @0)
3350  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3351   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3352   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3353    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3355 /* 0 - X  ->  -X.  */
3356 (simplify
3357  (minus integer_zerop @1)
3358  (negate @1))
3359 (simplify
3360  (pointer_diff integer_zerop @1)
3361  (negate (convert @1)))
3363 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3364    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3365    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3366 (simplify
3367  (minus real_zerop@0 @1)
3368  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
3369   (negate @1)))
3371 /* Transform x * -1 into -x.  */
3372 (simplify
3373  (mult @0 integer_minus_onep)
3374  (negate @0))
3376 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3377    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3378 (simplify
3379  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3380  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3381       && single_use (@3)
3382       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3383   (mult (mult @0 @2) @1)))
3385 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3386    number.  */
3387 (match compositional_complex
3388  (convert? (complex @0 @1)))
3390 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3391 (simplify
3392  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3393  @0)
3394 (simplify
3395  (realpart (complex @0 @1))
3396  @0)
3397 (simplify
3398  (imagpart (complex @0 @1))
3399  @1)
3401 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3402 (simplify
3403  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3404  (convert (realpart @0)))
3405 (simplify
3406  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3407  (convert (negate (imagpart @0))))
3408 (for part (realpart imagpart)
3409  (for op (plus minus)
3410   (simplify
3411    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3412    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3413 (simplify
3414  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3415  (convert (COS @0)))
3416 (simplify
3417  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3418  (convert (SIN @0)))
3420 /* conj(conj(x)) -> x  */
3421 (simplify
3422  (conj (convert? (conj @0)))
3423  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3424   (convert @0)))
3426 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3427 (simplify
3428  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3429  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3430   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3432 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3433 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
3434  (simplify
3435   (bswap (bswap @0))
3436   @0)
3437  (simplify
3438   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3439   (bit_not @0))
3440  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3441   (simplify
3442    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3443    (bitop @0 (bswap @1)))))
3446 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
3448 /* Simplify constant conditions.
3449    Only optimize constant conditions when the selected branch
3450    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
3451    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
3452    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
3453    this one as we depend on doing this transform before possibly
3454    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
3455    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
3456    genmatch cannot handle.  */
3457 (simplify
3458  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
3459  (if (integer_zerop (@0))
3460   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
3461    @2)
3462   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
3463    @1)))
3464 (simplify
3465  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
3466  (if (integer_all_onesp (@0))
3467   @1
3468   (if (integer_zerop (@0))
3469    @2)))
3471 #if GIMPLE
3472 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
3473 (for op (negate bit_not abs absu)
3474  (simplify
3475   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
3476   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
3478 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
3479 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
3480          rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
3481          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
3482 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
3483  (simplify
3484   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
3485   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
3487 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
3488  (simplify
3489   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
3490   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
3491  (simplify
3492   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
3493   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
3494 #endif
3496 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
3497    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
3498    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
3499 (simplify
3500  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
3501  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3502   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
3503 (simplify
3504  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
3505  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3506   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
3507 (simplify
3508  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
3509  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3510   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3511 (simplify
3512  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
3513  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3514   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3516 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
3517 (simplify
3518  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
3519  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3520   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
3521 (simplify
3522  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3523  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3524   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
3525 (simplify
3526  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
3527  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3528   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3529 (simplify
3530  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3531  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3532   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3534 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
3535    types are compatible.  */
3536 (simplify
3537  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
3538  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
3539       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3540   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
3541    (bit_not @0)
3542    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
3543     @0))))
3545 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
3546    be extended.  */
3547 /* This pattern implements two kinds simplification:
3549    Case 1)
3550    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
3551      1) Conversions are type widening from smaller type.
3552      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
3553      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
3554    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
3555    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
3556    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
3557    referred var is always benefitial for complicated cases.
3559    Case 2)
3560    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
3561 (for cmp (lt le gt ge eq)
3562  (simplify
3563   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
3564   (with
3565    {
3566      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
3567      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
3568      enum tree_code code = ERROR_MARK;
3570      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
3571          && int_fits_type_p (@2, from_type)
3572          && (types_match (c1_type, from_type)
3573              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3574                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3575                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
3576          && (types_match (c2_type, from_type)
3577              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3578                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3579                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
3580        {
3581          if (cmp != EQ_EXPR)
3582            {
3583              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
3584                {
3585                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3586                  if (cmp == LE_EXPR)
3587                    code = LT_EXPR;
3588                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3589                  if (cmp == GT_EXPR)
3590                    code = GE_EXPR;
3591                }
3592              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
3593                {
3594                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3595                  if (cmp == LT_EXPR)
3596                    code = LE_EXPR;
3597                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3598                  if (cmp == GE_EXPR)
3599                    code = GT_EXPR;
3600                }
3601              if (code != ERROR_MARK
3602                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
3603                {
3604                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3605                    code = MIN_EXPR;
3606                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3607                    code = MAX_EXPR;
3608                }
3609            }
3610          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
3611          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
3612            code = EQ_EXPR;
3613        }
3614    }
3615    (if (code == MAX_EXPR)
3616     (convert (max @1 (convert @2)))
3617     (if (code == MIN_EXPR)
3618      (convert (min @1 (convert @2)))
3619      (if (code == EQ_EXPR)
3620       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
3621                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
3623 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
3625      1) OP is PLUS or MINUS.
3626      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
3627      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
3629    This pattern also handles special cases like:
3631      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
3632         integer zero.  In this case,
3633           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
3634           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
3635      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
3636         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
3637         code.
3639    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
3640    simplified at the moment because C standard requires additional
3641    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
3642    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
3643 (for op (plus minus)
3644  (for cmp (lt le gt ge)
3645   (simplify
3646    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3647    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
3648     (if (types_match (from_type, to_type)
3649          /* Check if it is special case A).  */
3650          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3651              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
3652              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
3653              && integer_zerop (@1)
3654              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
3655      (with
3656       {
3657         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
3658         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
3659         wide_int real_c1;
3660         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3661         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3662         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3663         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
3665         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
3666             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
3667             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
3668         if (!types_match (from_type, to_type))
3669           {
3670             if (cmp_code == LT_EXPR)
3671               cmp_code = GT_EXPR;
3672             if (cmp_code == GE_EXPR)
3673               cmp_code = LE_EXPR;
3674             c1 = wi::max_value (to_type);
3675           }
3676         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
3677            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
3678            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
3679            if it is undefined.  */
3680         if (op == PLUS_EXPR)
3681           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
3682         else
3683           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
3685         code = cmp_code;
3686         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
3687           {
3688             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
3689                by adjusting comparison operation if necessary.  */
3690             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3691                 && !overflow)
3692               {
3693                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3694                 if (cmp_code == LE_EXPR)
3695                   code = LT_EXPR;
3696                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3697                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3698                   code = GE_EXPR;
3699               }
3700             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3701                 && !overflow)
3702               {
3703                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3704                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3705                   code = LE_EXPR;
3706                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3707                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3708                   code = GT_EXPR;
3709               }
3710             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3711               {
3712                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3713                   code = MIN_EXPR;
3714                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3715                   code = MAX_EXPR;
3716               }
3717           }
3718       }
3719       (if (code == MAX_EXPR)
3720        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3721            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3722        (if (code == MIN_EXPR)
3723         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3724             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3726 (for cnd (cond vec_cond)
3727  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3728  (simplify
3729   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3730   (cnd @0 @1 @3))
3731  (simplify
3732   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3733   (cnd @0 @1 @3))
3734  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3735  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3736     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3737     The following is still important to merge then and else arm cases
3738     from if-conversion.  */
3739  (simplify
3740   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3741   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3742    (cnd @0 @1 @3)))
3743  (simplify
3744   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3745   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3746    (cnd @0 @3 @4)))
3748  /* A ? B : B -> B.  */
3749  (simplify
3750   (cnd @0 @1 @1)
3751   @1)
3753  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3754  (simplify
3755   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3756   (cnd @0 @2 @1)))
3758 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3759    return all -1 or all 0 results.  */
3760 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3761    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3762 (simplify
3763  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3764  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3765       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3766                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3767       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3768           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3769   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3771 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3772 (simplify
3773  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3774  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3775       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3776                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3777       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3778           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3779   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3782 /* Simplifications of comparisons.  */
3784 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3785    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3786    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3787 (for cmp  (le gt)
3788      acmp (lt ge)
3789  (simplify
3790   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3791   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3792    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
3793      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3794                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3795                                                      wi::to_wide (cst)
3796                                                      + 1)); })))))
3797 (for cmp  (ge lt)
3798      acmp (gt le)
3799  (simplify
3800   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3801   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3802    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
3803     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3804                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3805                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
3807 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3808    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3809    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3810    that with expression code iteration.  */
3811 (for cmp (tcc_comparison)
3812      icmp (inverted_tcc_comparison)
3813      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3814  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3815     and handle some more cases by using
3816       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3817     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3818     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3819  (simplify
3820   (bit_not (cmp @0 @1))
3821   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3822        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3823    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3824       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3825       a computed operator in the replacement tree thus we have
3826       to play the trick below.  */
3827    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3828              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3829     (if (ic == icmp)
3830      (icmp @0 @1)
3831      (if (ic == ncmp)
3832       (ncmp @0 @1))))))
3833  (simplify
3834   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3835   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3836             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3837    (if (ic == icmp)
3838     (icmp @0 @1)
3839     (if (ic == ncmp)
3840      (ncmp @0 @1))))))
3842 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3843    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3844    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3845    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3846    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3847 (for cmp (eq ne)
3848  (for sub (minus pointer_diff)
3849   (simplify
3850    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3851    (if (single_use (@2))
3852     (cmp @0 @1)))))
3854 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3855    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3856    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3857    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3858 (for cmp (simple_comparison)
3859      scmp (swapped_simple_comparison)
3860  (simplify
3861   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3862   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3863   (if (integer_zerop (@1))
3864    (cmp @1 @2)
3865    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3866         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3867         && single_use (@3))
3868     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3869     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3870      (scmp @0 @2)
3871      (cmp @0 @2))))))
3873 /* For integral types with undefined overflow fold
3874    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
3875    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
3876    Z / 2^n Z.  */
3877 (for cmp (eq ne)
3878  (simplify
3879   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3880   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3881        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3882        && wi::to_wide (@1) != 0)
3883    (with { widest_int quot; }
3884     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
3885                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
3886      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
3887      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3888    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3889         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3890         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
3891     (cmp @0
3892      {
3893        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3894        int p = TYPE_PRECISION (itype);
3895        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
3896        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
3897        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
3898                                     p, TYPE_SIGN (itype));
3899        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
3900      })))))
3902 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3903    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3904 (for cmp (eq ge le)
3905  (simplify
3906   (cmp @0 @0)
3907   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3908        || ! HONOR_NANS (@0))
3909    { constant_boolean_node (true, type); }
3910    (if (cmp != EQ_EXPR)
3911     (eq @0 @0)))))
3912 (for cmp (ne gt lt)
3913  (simplify
3914   (cmp @0 @0)
3915   (if (cmp != NE_EXPR
3916        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3917        || ! HONOR_NANS (@0))
3918    { constant_boolean_node (false, type); })))
3919 (for cmp (unle unge uneq)
3920  (simplify
3921   (cmp @0 @0)
3922   { constant_boolean_node (true, type); }))
3923 (for cmp (unlt ungt)
3924  (simplify
3925   (cmp @0 @0)
3926   (unordered @0 @0)))
3927 (simplify
3928  (ltgt @0 @0)
3929  (if (!flag_trapping_math)
3930   { constant_boolean_node (false, type); }))
3932 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3933 (for cmp (simple_comparison)
3934  (simplify
3935   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3936   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3937    (cmp @1 @0))))
3939 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3940 (for cmp (simple_comparison)
3941      scmp (swapped_simple_comparison)
3942  (simplify
3943   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3944   (if (single_use (@2)
3945        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3946    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3948 (for cmp (simple_comparison)
3949  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3950  (simplify
3951   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3952   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3953        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3954            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3955        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3956            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3957    (with
3958     {
3959       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3960       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3961         {
3962           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3963           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3964               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3965             type1 = float_type_node;
3966           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3967               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3968             type1 = double_type_node;
3969         }
3970       tree newtype
3971         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3972            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3973     }
3974     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3975      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3977  (simplify
3978   (cmp @0 REAL_CST@1)
3979   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3980   (switch
3981    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3982    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3983     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3984    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3985    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3986         && ! HONOR_SNANS (@1))
3987     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3988    /* Fold comparisons against infinity.  */
3989    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3990         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3991     (with
3992      {
3993        REAL_VALUE_TYPE max;
3994        enum tree_code code = cmp;
3995        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3996        if (neg)
3997          code = swap_tree_comparison (code);
3998      }
3999      (switch
4000       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
4001       (if (code == GT_EXPR
4002            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4003        { constant_boolean_node (false, type); })
4004       (if (code == LE_EXPR)
4005        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
4006        (if (! HONOR_NANS (@0))
4007         { constant_boolean_node (true, type); }
4008         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
4009            an "invalid" exception.  */
4010         (if (!flag_trapping_math)
4011          (eq @0 @0))))
4012       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
4013          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
4014       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4015            || code == GE_EXPR)
4016        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4017         (if (neg)
4018          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4019          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4020       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
4021       (if (code == LT_EXPR)
4022        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4023         (if (neg)
4024          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4025          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4026       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
4027          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
4028       (if (code == NE_EXPR)
4029        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4030         (if (! HONOR_NANS (@0))
4031          (if (neg)
4032           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4033           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
4034          (if (neg)
4035           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4036           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
4038  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
4039     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
4040     comparison with a revised real constant as long as no overflow
4041     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
4042  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4043   (for op (plus minus)
4044    (simplify
4045     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4046     (with
4047      {
4048        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
4049                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
4050      }
4051      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4052       (cmp @0 { tem; }))))))
4054  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
4055     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
4056     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
4057     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
4058  (if (flag_associative_math)
4059   (simplify
4060    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
4061    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
4062     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4063      (cmp { tem; } @1)))))
4065  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
4066  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
4067   (for sq (SQRT)
4068    (simplify
4069     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
4070     (switch
4071      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4072       (switch
4073        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
4074        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4075         { constant_boolean_node (false, type); })
4076        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
4077           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
4078        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
4079         { constant_boolean_node (true, type); })
4080        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
4081        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
4082      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4083       (switch
4084        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
4085        (if (cmp == LT_EXPR)
4086         { constant_boolean_node (false, type); })
4087        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
4088        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
4089         { constant_boolean_node (true, type); })
4090        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
4091        (if (cmp == LE_EXPR)
4092         (eq @0 @1))
4093        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
4094           == or !=.  In the last case:
4096             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
4098           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
4099           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
4100        (cmp @0 @1)))
4101      (if ((cmp == LT_EXPR
4102            || cmp == LE_EXPR
4103            || cmp == GT_EXPR
4104            || cmp == GE_EXPR)
4105           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4106           /* Give up for -frounding-math.  */
4107           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
4108       (with
4109        {
4110          REAL_VALUE_TYPE c2;
4111          enum tree_code ncmp = cmp;
4112          const real_format *fmt
4113            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
4114          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
4115                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
4116          real_convert (&c2, fmt, &c2);
4117          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
4118             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
4119          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
4120            {
4121              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4122                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
4123              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4124                ncmp = ERROR_MARK;
4125              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4126                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
4127                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
4128              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4129                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
4130                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
4131              else
4132                {
4133                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
4134                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
4135                     to be adjusted.  */
4136                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
4137                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4138                    tow = dconst0;
4139                  else
4140                    real_inf (&tow);
4141                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
4142                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
4143                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
4144                    ncmp = ERROR_MARK;
4145                  else
4146                    {
4147                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4148                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
4149                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4150                        ncmp = ERROR_MARK;
4151                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
4152                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
4153                        c2 = c2alt;
4154                    }
4155                }
4156            }
4157        }
4158        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4159         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4160          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
4161          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
4162           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4163           { constant_boolean_node (false, type); })
4164          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
4165          (if (ncmp != ERROR_MARK)
4166           (if (ncmp == GE_EXPR)
4167            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4168            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4169         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
4170         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4171          (switch
4172           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
4173              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
4174           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4175            { constant_boolean_node (true, type); })
4176           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
4177              don't care about NaNs.  */
4178           (if (! HONOR_NANS (@0))
4179            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4180           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
4181              don't care about Infinities.  */
4182           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4183            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4184           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4185           (if (GENERIC)
4186            (truth_andif
4187             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4188             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4189          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4190          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4191           (if (ncmp == LT_EXPR)
4192            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4193            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4194           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4195           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4196            (if (ncmp == LT_EXPR)
4197             (truth_andif
4198              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4199              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4200             (truth_andif
4201              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4202              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4203    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4204    (simplify
4205     (cmp (sq @0) (sq @1))
4206       (if (! HONOR_NANS (@0))
4207         (cmp @0 @1))))))
4209 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4210 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4211      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4212  (simplify
4213   (cmp (float@0 @1) (float @2))
4214    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4215         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4216     (with
4217      {
4218        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
4219        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4220        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
4221        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
4222        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
4223      }
4224      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
4225           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
4226       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
4227        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
4228        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
4229             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
4230         (icmp @1 (convert @2))
4231         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
4232              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
4233          (icmp (convert:type2 @1) @2)
4234          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
4235               && type1_signed_p == type2_signed_p)
4236           (icmp @1 @2))))))))))
4238 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
4239 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
4240      icmp (le le eq ne ge ge)
4241  (simplify
4242   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
4243    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4244         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4245     (with
4246      {
4247        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4248        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
4249        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4250        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
4251           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
4252           TODO: relax under -fno-trapping-math or
4253           -fno-signaling-nans.  */
4254        bool exception_p
4255          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
4256                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
4257      }
4258      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
4259         -fno-trapping-math.  */
4260      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
4261       (with
4262        {
4263          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
4264          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
4265          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
4266          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
4268          REAL_VALUE_TYPE icst;
4269          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4270            real_ceil (&icst, fmt, cst);
4271          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4272            real_floor (&icst, fmt, cst);
4273          else
4274            real_trunc (&icst, fmt, cst);
4276          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
4278          bool overflow_p = false;
4279          wide_int icst_val
4280            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
4281        }
4282        (switch
4283         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
4284         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
4285          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4286                                   type); })
4287         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
4288          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4289                                   type); })
4290         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
4291         (if (cst_int_p)
4292          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
4293                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
4294         )
4295         /* When CST is fractional, optimize
4296             (FTYPE) N == CST -> 0
4297             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
4298         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4299          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4300         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
4301         (with
4302          {
4303            gcc_checking_assert (!overflow_p);
4304          }
4305          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
4307 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
4308 (for cmp (eq ne)
4309  (simplify
4310   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
4311   (if (!integer_zerop (@1))
4312    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
4313     (cmp @0 @2)
4314     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4315      (with
4316       {
4317         wi::overflow_type ovf;
4318         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4319                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4320       }
4321       (if (ovf)
4322        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4323        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
4324 (for cmp (lt le gt ge)
4325  (simplify
4326   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4327   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4328    (with
4329     {
4330       wi::overflow_type ovf;
4331       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4332                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4333     }
4334     (if (ovf)
4335      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
4336                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
4337                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
4338      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
4340 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
4342    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
4343    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
4344    multiplication computed modulo 2^size.
4345    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
4346 (for cmp  (lt le gt ge)
4347      cmp2 (ge ge lt lt)
4348  (simplify
4349   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4350   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
4351        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4352        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4353    (with
4354     {
4355       tree utype = TREE_TYPE (@2);
4356       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
4357       wide_int right = wi::to_wide (@2);
4358       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4359       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4360       bool small = wi::leu_p (right, smax);
4361       bool large = wi::geu_p (right, smin);
4362     }
4363     (if (small || large)
4364      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
4365      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
4367 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
4368 (simplify
4369  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
4370  (if (types_match (@0, @1))
4371   (unordered @0 @1)))
4372 (simplify
4373  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
4374  (if (types_match (@0, @1))
4375   (ordered @0 @1)))
4376 (simplify
4377  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
4378  @2)
4379 (simplify
4380  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
4381  @2)
4383 /* Simple range test simplifications.  */
4384 /* A < B || A >= B -> true.  */
4385 (for test1 (lt le le le ne ge)
4386      test2 (ge gt ge ne eq ne)
4387  (simplify
4388   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4389   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4390        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4391    { constant_boolean_node (true, type); })))
4392 /* A < B && A >= B -> false.  */
4393 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
4394      test2 (ge gt eq gt eq gt)
4395  (simplify
4396   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4397   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4398        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4399    { constant_boolean_node (false, type); })))
4401 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
4402    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
4404    Note that comparisons
4405      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
4406      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
4407    will be canonicalized to above so there's no need to
4408    consider them here.
4409  */
4411 (for cmp (le gt)
4412      eqcmp (eq ne)
4413  (simplify
4414   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4415   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4416    (with
4417     {
4418      tree ty = TREE_TYPE (@0);
4419      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
4420      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
4421      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
4422      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
4423     }
4424     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
4425          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
4426       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
4427              { build_zero_cst (ty); }))))))
4429 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
4430 (for cmp (tcc_comparison)
4431      scmp (swapped_tcc_comparison)
4432  (simplify
4433   (cmp (negate @0) (negate @1))
4434   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4435        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4436            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4437    (scmp @0 @1)))
4438  (simplify
4439   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4440   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4441        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4442            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4443    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
4444     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4445      (scmp @0 { tem; }))))))
4447 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
4448 (for op (eq ne)
4449  (simplify
4450   (op (abs @0) zerop@1)
4451   (op @0 @1)))
4453 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
4454    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
4455 (for cmp (simple_comparison)
4456  (simplify
4457   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
4458   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4459        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
4460           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
4461        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
4462             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4463                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
4464                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
4465                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
4466        && single_use (@0))
4467    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4468         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4469             || @1 != @10)
4470         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4471             || cmp == NE_EXPR
4472             || cmp == EQ_EXPR)
4473         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
4474     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
4475        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
4476        constant which fold_convert produces.  */
4477     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4478      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
4479                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
4480      (cmp @00 (convert @1)))
4482     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
4483      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
4484      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4485            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4486            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4487                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
4488           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
4489               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
4490                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
4491                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4492                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
4493               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4494                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4495                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
4496       (cmp @00 (convert @10))
4497       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4498            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4499            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
4500        (with
4501         {
4502           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4503           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4504           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
4505           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
4506         }
4507         (if (above || below)
4508          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4509           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
4510           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4511            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
4512            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4513             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
4515 (for cmp (eq ne)
4516  (simplify
4517   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
4518   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
4519   (with
4520    { poly_int64 off; tree base; }
4521    /* A local variable can never be pointed to by
4522       the default SSA name of an incoming parameter.  */
4523    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
4524         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
4525         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
4526         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
4527         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
4528     (if (cmp == NE_EXPR)
4529      { constant_boolean_node (true, type); }
4530      { constant_boolean_node (false, type); })
4531     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
4532     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
4533          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
4534          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
4535      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
4536       (if (known_ne (off, 0))
4537        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4538        (if (known_eq (off, 0))
4539         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
4541 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
4542 (for cmp (eq ne)
4544  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
4545     Similarly for NE_EXPR.  */
4546  (simplify
4547   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4548   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
4549        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
4550    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4552  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
4553  (simplify
4554   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
4555   (cmp @0 @1))
4557  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
4558     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
4559  (simplify
4560   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
4561   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
4563  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
4564  (simplify
4565   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4566   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
4567    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
4569  (simplify
4570   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
4571   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
4572    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4574  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
4575  (simplify
4576   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
4577   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
4579 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
4580    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4581    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
4582    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4583 (for cmp (eq ne)
4584      ncmp (ge lt)
4585  (for sgncmp (ge lt)
4586   (simplify
4587    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
4588    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4589         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4590         && types_match (@0, @1))
4591     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
4592 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4593    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4594 (for cmp (eq ne)
4595      ncmp (lt ge)
4596  (simplify
4597   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
4598    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4599         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4600         && types_match (@0, @1))
4601     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
4603 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
4604    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
4605 (for cmp (eq ne)
4606      icmp (ne eq)
4607  (simplify
4608   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
4609   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4611 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
4612    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
4613 (simplify
4614  (cond
4615   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
4616   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
4617  (if (integer_pow2p (@2))
4618   (with {
4619      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
4620                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
4621    }
4622    (if (shift > 0)
4623     (bit_and
4624      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
4625     (bit_and
4626      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
4627      @2)))))
4629 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
4630    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
4631 (for cmp (eq ne)
4632      ncmp (ge lt)
4633  (simplify
4634   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
4635   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4636        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4637        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
4638        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
4639    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4640     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
4642 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
4643    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
4644 (simplify
4645  (cond
4646   (lt @0 integer_zerop)
4647   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
4648  (if (integer_pow2p (@1)
4649       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4650   (with {
4651     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
4652    }
4653    (if (shift >= 0)
4654     (bit_and
4655      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
4656      @1)
4657     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
4658        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
4659     (bit_and (convert @0) @1)))))
4661 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
4662    This implements some remaining parts of fold_comparison address
4663    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
4664    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
4665 (for cmp (simple_comparison)
4666  (simplify
4667   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
4668   (with
4669    {
4670      poly_int64 off0, off1;
4671      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
4672      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
4673      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
4674        {
4675          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
4676          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
4677        }
4678      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
4679        {
4680          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
4681          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
4682        }
4683    }
4684    (if (base0 && base1)
4685     (with
4686      {
4687        int equal = 2;
4688        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
4689           the value expressions might point to fields/elements
4690           of other vars etc.  */
4691        if (GENERIC
4692            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
4693                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
4694          ;
4695        else if (decl_in_symtab_p (base0)
4696                 && decl_in_symtab_p (base1))
4697          equal = symtab_node::get_create (base0)
4698                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
4699        else if ((DECL_P (base0)
4700                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
4701                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
4702                 && (DECL_P (base1)
4703                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
4704                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
4705          equal = (base0 == base1);
4706        if (equal == 0)
4707          {
4708            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
4709            off0.is_constant (&ioff0);
4710            off1.is_constant (&ioff1);
4711            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
4712                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
4713                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
4714                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
4715                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
4716                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
4717                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
4718                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
4719                       will not end up being string-merged.  */
4720                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
4721                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
4722                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
4723                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
4724              ;
4725            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
4726              equal = 2;
4727            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
4728              equal = 2;
4729            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
4730               valid equalities where one pointer is the offset zero
4731               of one object and the other to one past end of another one.  */
4732            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
4733              ;
4734            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
4735               variables.  */
4736            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
4737              ;
4738            else
4739              {
4740                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
4741                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
4742                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
4743                   punt.  */
4744                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
4745                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
4746                  equal = 2;
4747                else
4748                  {
4749                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
4750                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
4751                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
4752                       of one object and the other is pointing to one past the
4753                       last byte of the other object, punt.  */
4754                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
4755                      equal = 2;
4756                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
4757                      equal = 2;
4758                    /* If both offsets are the same, there are some cases
4759                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
4760                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
4761                    if (equal == 2
4762                        && known_eq (off0, off1)
4763                        && (known_ne (off0, 0)
4764                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
4765                      equal = 0;
4766                  }
4767              }
4768          }
4769      }
4770      (if (equal == 1
4771           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4772               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
4773               || known_eq (off0, off1)
4774               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4775                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
4776               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4777                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
4778       (switch
4779        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4780         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
4781        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4782         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
4783        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
4784         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
4785        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
4786         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
4787        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
4788         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
4789        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
4790         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
4791       (if (equal == 0)
4792         (switch
4793          (if (cmp == EQ_EXPR)
4794           { constant_boolean_node (false, type); })
4795          (if (cmp == NE_EXPR)
4796           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
4798 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
4799 (for neeq (ne eq)
4800  (simplify
4801   (neeq @0 @1)
4802   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4803        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
4804    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
4806 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
4807    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
4808    Disable the transform if either operand is pointer to function.
4809    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
4810    canonicalizaion is not wanted.  */
4812 (for cmp (ne eq)
4813  (simplify
4814   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
4815   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4816          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4817          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4818         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4819             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4820             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4821        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
4822    (cmp @0 (convert @1)))))
4824 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
4825 (for cmp (lt gt le ge)
4826  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
4827     the specified precision will have known values.  */
4828  (simplify
4829   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
4830   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4831         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4832         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4833        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
4834    (with
4835     {
4836       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
4837       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
4838       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
4839       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
4840       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
4841       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
4842     }
4843     (switch
4844      (if (wi::to_wide (cst) == max)
4845       (switch
4846        (if (cmp == GT_EXPR)
4847         { constant_boolean_node (false, type); })
4848        (if (cmp == GE_EXPR)
4849         (eq @2 @1))
4850        (if (cmp == LE_EXPR)
4851         { constant_boolean_node (true, type); })
4852        (if (cmp == LT_EXPR)
4853         (ne @2 @1))))
4854      (if (wi::to_wide (cst) == min)
4855       (switch
4856        (if (cmp == LT_EXPR)
4857         { constant_boolean_node (false, type); })
4858        (if (cmp == LE_EXPR)
4859         (eq @2 @1))
4860        (if (cmp == GE_EXPR)
4861         { constant_boolean_node (true, type); })
4862        (if (cmp == GT_EXPR)
4863         (ne @2 @1))))
4864      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
4865       (switch
4866        (if (cmp == GT_EXPR)
4867         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4868                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4869                                                       wi::to_wide (cst)
4870                                                       + 1)); }))
4871        (if (cmp == LE_EXPR)
4872         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4873                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4874                                                       wi::to_wide (cst)
4875                                                       + 1)); }))))
4876      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
4877       (switch
4878        (if (cmp == GE_EXPR)
4879         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4880                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4881                                                       wi::to_wide (cst)
4882                                                       - 1)); }))
4883        (if (cmp == LT_EXPR)
4884         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4885                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4886                                                       wi::to_wide (cst)
4887                                                       - 1)); }))))
4888      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
4889           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
4890           /* We will flip the signedness of the comparison operator
4891              associated with the mode of @1, so the sign bit is
4892              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
4893              max associated with this sign bit.  */
4894           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
4895           /* signed_type does not work on pointer types.  */
4896           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
4897       /* The following case also applies to X < signed_max+1
4898          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
4899       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4900        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
4901         (switch
4902          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
4903           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4904          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
4905           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4906          (if (cmp == LE_EXPR)
4907           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4908          (if (cmp == GT_EXPR)
4909           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
4911 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4912  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
4913  (simplify
4914   (cmp @0 REAL_CST@1)
4915   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4916        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
4917    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
4918                             ? false : true, type); })))
4920 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
4921 (simplify
4922  (ne @0 integer_zerop)
4923  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4924       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4925   (non_lvalue @0)))
4926 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
4927 (simplify
4928  (eq @0 integer_onep)
4929  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4930       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4931   (non_lvalue @0)))
4932 /* Do not handle
4933    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4934    bool_var != 1 becomes !bool_var
4935    here because that only is good in assignment context as long
4936    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4937    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4938    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4940 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4941    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4942    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4943    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
4944 (for cmp (lt le ge gt)
4945      out (gt gt le le)
4946  (simplify
4947   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
4948   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4949        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4950        && wi::to_wide (@1) != 0
4951        && single_use (@2))
4952    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
4953     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4954                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
4955                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4957 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4958    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4959    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4960 (for cmp (gt le)
4961  (simplify
4962   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4963   (if (single_use (@2)
4964        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4965        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4966    (cmp @1 @0))))
4968 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
4969 (for cmp (ge lt)
4970  (simplify
4971   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
4972    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4973         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4974     (cmp @1 @0))))
4976 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4977 /* A - B > A  */
4978 (for cmp (gt le)
4979      out (ne eq)
4980  (simplify
4981   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4982   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4983        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4984    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4985 /* A + B < A  */
4986 (for cmp (lt ge)
4987      out (ne eq)
4988  (simplify
4989   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4990   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4991        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4992    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4994 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
4995    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4996 (for cmp (lt ge)
4997      out (ne eq)
4998  (simplify
4999   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
5000   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5001    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5002     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5004 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
5005    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
5006    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5007 (for cmp (eq ne)
5008  (simplify
5009   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
5010        integer_zerop)
5011   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5012        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5013        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5014        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
5015            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5016        && tree_fits_uhwi_p (@2)
5017        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5018        && types_match (@0, @1)
5019        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5020        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
5021            != CODE_FOR_nothing))
5022    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5023     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5025 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
5026    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
5027    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
5028    section that follows this one.
5030    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
5031    the following:
5033    - the rule describes an identity
5035    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
5036      multiplication
5038    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
5039      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
5040      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
5041      when the operand has that value.)  */
5043 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5044  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
5045  (simplify
5046   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
5047   (if (!HONOR_SNANS (type))
5048    @0))
5050  (for op (plus minus)
5051   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
5052   (simplify
5053    (op (rdiv @0 @1)
5054        (rdiv @2 @1))
5055    (rdiv (op @0 @2) @1)))
5057  (for cmp (lt le gt ge)
5058       neg_cmp (gt ge lt le)
5059   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
5060   (simplify
5061    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5062    (with
5063     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
5064     (if (tem
5065          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
5066               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
5067      (switch
5068       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5069        (cmp @0 { tem; }))
5070       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5071        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
5073  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
5074  (for root (SQRT CBRT)
5075   (simplify
5076    (mult (root:s @0) (root:s @1))
5077     (root (mult @0 @1))))
5079  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
5080  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5081   (simplify
5082    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
5083     (exps (plus @0 @1))))
5085  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
5086  (for root (SQRT CBRT)
5087   (simplify
5088    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
5089     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
5091  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
5092  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5093   (simplify
5094    (rdiv @0 (exps:s @1))
5095     (mult @0 (exps (negate @1)))))
5097  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5098       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5099   /* logN(expN(x)) -> x.  */
5100   (simplify
5101    (logs (exps @0))
5102    @0)
5103   /* expN(logN(x)) -> x.  */
5104   (simplify
5105    (exps (logs @0))
5106    @0))
5108  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
5109     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
5110     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
5111  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
5112       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
5113   (simplify
5114    (logs (exps @0))
5115    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5116     (with {
5117       tree x;
5118       switch (exps)
5119         {
5120         CASE_CFN_EXP:
5121           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
5122           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
5123           break;
5124         CASE_CFN_EXP2:
5125           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
5126           x = build_real (type, dconst2);
5127           break;
5128         CASE_CFN_EXP10:
5129         CASE_CFN_POW10:
5130           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
5131           {
5132             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
5133             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
5134             x = build_real (type, dconst10);
5135           }
5136           break;
5137         default:
5138           gcc_unreachable ();
5139         }
5140       }
5141      (mult (logs { x; }) @0)))))
5143  (for logs (LOG LOG
5144             LOG2 LOG2
5145             LOG10 LOG10)
5146       exps (SQRT CBRT)
5147   (simplify
5148    (logs (exps @0))
5149    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5150     (with {
5151       tree x;
5152       switch (exps)
5153         {
5154         CASE_CFN_SQRT:
5155           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
5156           x = build_real (type, dconsthalf);
5157           break;
5158         CASE_CFN_CBRT:
5159           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
5160           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
5161           break;
5162         default:
5163           gcc_unreachable ();
5164         }
5165       }
5166      (mult { x; } (logs @0))))))
5168  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
5169  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
5170       pows (POW)
5171   (simplify
5172    (logs (pows @0 @1))
5173    (mult @1 (logs @0))))
5175  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
5176     or if C is a positive power of 2,
5177     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
5178 #if GIMPLE
5179  (for pows (POW)
5180       exps (EXP)
5181       logs (LOG)
5182       exp2s (EXP2)
5183       log2s (LOG2)
5184   (simplify
5185    (pows REAL_CST@0 @1)
5186    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5187         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
5188         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
5189            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5190            beneficial for all constants to postpone this until later,
5191            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5192            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5193            pessimization.  */
5194         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5195     (with {
5196        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5197        bool use_exp2 = false;
5198        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
5199            && value->cl == rvc_normal)
5200          {
5201            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5202            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
5203            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
5204              use_exp2 = true;
5205          }
5206      }
5207      (if (!use_exp2)
5208       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
5209        (exps (mult (logs @0) @1)))
5210       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
5211 #endif
5213  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
5214  (for pows (POW)
5215       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5216       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5217   (simplify
5218    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
5219    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5220         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5221     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
5223  (for sqrts (SQRT)
5224       cbrts (CBRT)
5225       pows (POW)
5226       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5227   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
5228   (simplify
5229    (sqrts (exps @0))
5230    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
5231   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
5232   (simplify
5233    (cbrts (exps @0))
5234    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5235   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
5236   (simplify
5237    (pows (exps @0) @1)
5238    (exps (mult @0 @1))))
5240  /* tan(atan(x)) -> x.  */
5241  (for tans (TAN)
5242       atans (ATAN)
5243   (simplify
5244    (tans (atans @0))
5245    @0)))
5247  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
5248  (for sins (SIN)
5249       atans (ATAN)
5250       sqrts (SQRT)
5251       copysigns (COPYSIGN)
5252   (simplify
5253    (sins (atans:s @0))
5254    (with
5255      {
5256       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5257       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5258       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5259       tree t_one = build_one_cst (type);
5260      }
5261     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5262      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5263       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5264       (copysigns { t_one; } @0))))))
5266 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
5267  (for coss (COS)
5268       atans (ATAN)
5269       sqrts (SQRT)
5270       copysigns (COPYSIGN)
5271   (simplify
5272    (coss (atans:s @0))
5273    (with
5274      {
5275       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5276       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5277       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5278       tree t_one = build_one_cst (type);
5279       tree t_zero = build_zero_cst (type);
5280      }
5281     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5282      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5283       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5284       (copysigns { t_zero; } @0))))))
5286  (if (!flag_errno_math)
5287   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
5288   (for sinhs (SINH)
5289        atanhs (ATANH)
5290        sqrts (SQRT)
5291    (simplify
5292     (sinhs (atanhs:s @0))
5293     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5294     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
5296   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
5297   (for coshs (COSH)
5298        atanhs (ATANH)
5299        sqrts (SQRT)
5300    (simplify
5301     (coshs (atanhs:s @0))
5302     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5303     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
5305 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
5306 (simplify
5307  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
5308  (abs @0))
5310 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
5311 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5312  (simplify
5313   (fns (fns @0))
5314   (fns @0)))
5315 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
5316 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5317  (simplify
5318   (fns integer_valued_real_p@0)
5319   @0))
5321 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
5322 (simplify
5323  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
5324  (abs @0))
5326 /* pow(1,x) -> 1.  */
5327 (simplify
5328  (POW real_onep@0 @1)
5329  @0)
5331 (simplify
5332  /* copysign(x,x) -> x.  */
5333  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
5334  @0)
5336 (simplify
5337  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
5338  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
5339  @1)
5341 (simplify
5342  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
5343  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
5344  (abs @0))
5346 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
5347  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
5348  (simplify
5349   (scale real_zerop@0 @1)
5350   @0)
5351  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
5352  (simplify
5353   (scale @0 integer_zerop@1)
5354   @0)
5355  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
5356  (simplify
5357   (scale REAL_CST@0 @1)
5358   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5359    @0)))
5361 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
5362    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
5364    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
5365    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
5366    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
5367    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
5369 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
5370  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
5371  (simplify
5372   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
5373    (SIN @0))
5375  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
5376  (simplify
5377   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
5378   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5379    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
5381  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
5382  (simplify
5383   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
5384    (TAN @0))
5386  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
5387  (simplify
5388   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
5389    (TANH @0))
5391  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
5392  (simplify
5393    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
5394    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
5396  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
5397  (simplify
5398   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
5399    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
5401  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
5402  (simplify
5403   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
5404   (if (! HONOR_NANS (@0)
5405        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5406    (COS @0)))
5408  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
5409  (simplify
5410   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
5411   (if (! HONOR_NANS (@0)
5412        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5413    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
5415  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
5416  (simplify
5417   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
5418    (POW @0 (plus @1 @2)))
5420  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
5421  (simplify
5422   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
5423    (POW (mult @0 @2) @1))
5425  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
5426  (simplify
5427   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
5428    (POWI (mult @0 @2) @1))
5430  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
5431  (simplify
5432   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
5433   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5434    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
5436  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
5437  (simplify
5438   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
5439    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
5441  (for sqrts (SQRT)
5442       cbrts (CBRT)
5443       pows (POW)
5444   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
5445   (simplify
5446    (sqrts (sqrts @0))
5447    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
5448   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5449   (simplify
5450    (sqrts (cbrts @0))
5451    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5452   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5453   (simplify
5454    (cbrts (sqrts @0))
5455    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5456   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
5457   (simplify
5458    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
5459    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
5460   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
5461   (simplify
5462    (sqrts (pows @0 @1))
5463    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5464   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
5465   (simplify
5466    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
5467    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5468   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
5469   (simplify
5470    (pows (sqrts @0) @1)
5471    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5472   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
5473   (simplify
5474    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
5475    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5476   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
5477   (simplify
5478    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
5479    (pows @0 (mult @1 @2))))
5481  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5482  (simplify
5483   (CABS (complex @0 @0))
5484   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5486  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5487  (simplify
5488   (HYPOT @0 @0)
5489   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5491  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
5492  (for cexps (CEXP)
5493       exps (EXP)
5494       cexpis (CEXPI)
5495   (simplify
5496    (cexps compositional_complex@0)
5497    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
5498     (complex
5499      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
5500      (mult @1 (imagpart @2)))))))
5502 (if (canonicalize_math_p ())
5503  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
5504  (for floors (FLOOR_ALL)
5505       truncs (TRUNC_ALL)
5506   (simplify
5507    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5508    (truncs @0))))
5510 (match double_value_p
5511  @0
5512  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
5513 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
5514             BUILT_IN_FLOORL
5515             BUILT_IN_CEILL
5516             BUILT_IN_ROUNDL
5517             BUILT_IN_NEARBYINTL
5518             BUILT_IN_RINTL)
5519      tos (BUILT_IN_TRUNC
5520           BUILT_IN_FLOOR
5521           BUILT_IN_CEIL
5522           BUILT_IN_ROUND
5523           BUILT_IN_NEARBYINT
5524           BUILT_IN_RINT)
5525  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
5526  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5527   (simplify
5528    (froms (convert double_value_p@0))
5529    (convert (tos @0)))))
5531 (match float_value_p
5532  @0
5533  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
5534 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
5535             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
5536             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
5537             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
5538             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
5539             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
5540      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
5541           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
5542           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
5543           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
5544           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
5545           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
5546  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
5547     if x is a float.  */
5548  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
5549       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
5550   (simplify
5551    (froms (convert float_value_p@0))
5552    (convert (tos @0)))))
5554 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
5555      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5556  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
5557  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5558   (simplify
5559    (froms (convert double_value_p@0))
5560    (tos @0))))
5562 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
5563             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5564      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
5565  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
5566     if x is a float.  */
5567  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5568   (simplify
5569    (froms (convert float_value_p@0))
5570    (tos @0))))
5572 (if (canonicalize_math_p ())
5573  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
5574  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
5575   (simplify
5576    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5577    (fix_trunc @0))))
5579 (if (canonicalize_math_p ())
5580  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5581  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
5582            ICEIL LCEIL LLCEIL
5583            IROUND LROUND LLROUND)
5584   (simplify
5585    (fns integer_valued_real_p@0)
5586    (fix_trunc @0)))
5587  (if (!flag_errno_math)
5588   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5589   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
5590    (simplify
5591     (rints integer_valued_real_p@0)
5592     (fix_trunc @0)))))
5594 (if (canonicalize_math_p ())
5595  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
5596       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
5597       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
5598   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
5599      sizeof (int) == sizeof (long).  */
5600   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
5601        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5602    (simplify
5603     (ifn @0)
5604     (lfn:long_integer_type_node @0)))
5605   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
5606      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
5607   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
5608        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5609    (simplify
5610     (llfn @0)
5611     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
5613 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
5614 (simplify
5615  (CPROJ @0)
5616  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
5617    @0))
5619 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
5620    nonnegative, return (inf + 0i).  */
5621 (simplify
5622  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
5623  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5624   { build_complex_inf (type, false); }))
5626 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
5627 (simplify
5628  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
5629  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5630   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
5632 (for pows (POW)
5633      sqrts (SQRT)
5634      cbrts (CBRT)
5635  (simplify
5636   (pows @0 REAL_CST@1)
5637   (with {
5638     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5639     REAL_VALUE_TYPE tmp;
5640    }
5641    (switch
5642     /* pow(x,0) -> 1.  */
5643     (if (real_equal (value, &dconst0))
5644      { build_real (type, dconst1); })
5645     /* pow(x,1) -> x.  */
5646     (if (real_equal (value, &dconst1))
5647      @0)
5648     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
5649     (if (real_equal (value, &dconstm1))
5650      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
5651     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
5652     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5653          && canonicalize_math_p ()
5654          && real_equal (value, &dconsthalf))
5655      (sqrts @0))
5656     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
5657     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5658          && canonicalize_math_p ()
5659          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
5660              real_equal (value, &tmp)))
5661      (cbrts @0))))))
5663 /* powi(1,x) -> 1.  */
5664 (simplify
5665  (POWI real_onep@0 @1)
5666  @0)
5668 (simplify
5669  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
5670  (switch
5671   /* powi(x,0) -> 1.  */
5672   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
5673    { build_real (type, dconst1); })
5674   /* powi(x,1) -> x.  */
5675   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
5676    @0)
5677   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
5678   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
5679    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
5681 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
5683    These are conceptually similar to the transformations performed for
5684    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
5685    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
5687 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
5688    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
5689    is the widest mode from all of these.  */
5690 (for op (plus minus mult rdiv)
5691  (simplify
5692    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
5693    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
5694       both operands are widening conversions from the same type as the outer
5695       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
5696       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
5697       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
5698    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5699         && op != MULT_EXPR
5700         && op != RDIV_EXPR
5701         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5702            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
5703         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5704         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5705         /* The precision of the type of each operand must match the
5706            precision of the mode of each operand, similarly for the
5707            result.  */
5708         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5709         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
5710         && type_has_mode_precision_p (type)
5711         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5712         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
5713         && types_match (@1, type)
5714         && (types_match (@1, @2)
5715             /* Or the second operand is const integer or converted const
5716                integer from valueize.  */
5717             || TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST))
5718      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
5719        (op @1 (convert @2))
5720        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5721         (convert (op (convert:utype @1)
5722                      (convert:utype @2)))))
5723      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
5724           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5725                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
5726       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
5727               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
5728               tree itype = TREE_TYPE (@0);
5729               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
5730               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
5731               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
5732         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
5733              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
5734          (with { tree newtype = type;
5735                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
5736                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
5737                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
5738                    newtype = dfloat32_type_node;
5739                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
5740                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
5741                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
5742                    newtype = dfloat64_type_node;
5743                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
5744                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
5745                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
5746                    newtype = dfloat128_type_node; }
5747           (if ((newtype == dfloat32_type_node
5748                 || newtype == dfloat64_type_node
5749                 || newtype == dfloat128_type_node)
5750               && newtype == type
5751               && types_match (newtype, type))
5752             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
5753             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
5754                       newtype = ty1;
5755                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
5756                       newtype = ty2; }
5757                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
5758                   change results through affecting double rounding
5759                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
5760                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
5761                   + (long double)double) converted to
5762                   (float)(double + double), the transformation is
5763                   unsafe regardless of the details of the types
5764                   involved; double rounding can arise if the result
5765                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
5766                   between two representable TYPE values but the
5767                   exact value is sufficiently different (in the
5768                   right direction) for this difference to be
5769                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
5770                   same as TYPE, however, the transformation may be
5771                   safe depending on the types involved: it is safe
5772                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
5773                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
5774                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
5775                   exponent range for the product or ratio of two
5776                   values representable in the TYPE to be within the
5777                   range of normal values of ITYPE.  */
5778               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
5779                    && (flag_unsafe_math_optimizations
5780                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
5781                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
5782                                                            TYPE_MODE (type))
5783                            && !excess_precision_type (newtype)))
5784                    && !types_match (itype, newtype))
5785                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
5786                                    (convert:newtype @2)))
5787          )))) )
5788    ))
5791 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
5792    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
5793    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
5794    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
5795    arithmetic operation.  */
5796 (for op (minus plus)
5797  (simplify
5798   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
5799   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5800        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5801           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
5802        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5803        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5804        /* The precision of the type of each operand must match the
5805           precision of the mode of each operand, similarly for the
5806           result.  */
5807        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5808        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5809        && type_has_mode_precision_p (type)
5810        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5811        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5812        && types_match (@0, @1)
5813        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
5814            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5815        && (wi::to_wide (@4)
5816            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
5817                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
5818    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
5819     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
5820      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
5821     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5822      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
5823                (convert:utype @4))))))))
5825 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
5826    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
5827 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
5828      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
5829      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
5830  (simplify
5831   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
5832   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5833        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
5834    (op @0 (ext @1 @2)))))
5836 (simplify
5837  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
5838  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
5839  { integer_zero_node; })
5841 (simplify
5842  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
5843  (SIGNBIT @0)
5844  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
5845   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
5847 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
5848 (for cmp (eq ne)
5849  (for op (plus minus)
5850       rop (minus plus)
5851   (simplify
5852    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5853    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5854         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
5855         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
5856         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
5857     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5858      (if (TREE_OVERFLOW (res)
5859           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5860       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5861       (if (single_use (@3))
5862        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
5863                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
5864 (for cmp (lt le gt ge)
5865  (for op (plus minus)
5866       rop (minus plus)
5867   (simplify
5868    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5869    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5870         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5871     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5872      (if (TREE_OVERFLOW (res))
5873       {
5874         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5875                                 "when simplifying conditional to constant"),
5876                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
5877         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
5878         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
5879         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
5880                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
5881                         != (op == MINUS_EXPR);
5882         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
5883       }
5884       (if (single_use (@3))
5885        (with
5886         {
5887           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5888                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
5889                                   "X cmp C2 -+ C1"),
5890                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
5891         }
5892         (cmp @0 { res; })))))))))
5894 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
5896 (simplify
5897  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
5898  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
5900 (simplify
5901  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
5902  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
5904 (simplify
5905  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
5906  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
5907   (view_convert @0)))
5909 (simplify
5910  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
5911  (switch
5912   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
5913        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5914    (switch
5915     (if (integer_zerop (@2))
5916      (view_convert (realpart @0)))
5917     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5918      (view_convert (imagpart @0)))))
5919   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5920        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
5921        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
5922        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
5923        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
5924        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
5925             && integer_zerop (@2))
5926            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
5927               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
5928            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
5929                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
5930                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
5931                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
5932                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
5933                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5934                                             - TYPE_PRECISION (type))
5935                                          : 0)) == 0)))
5936    (convert @0))))
5938 /* Simplify vector extracts.  */
5940 (simplify
5941  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
5942  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5943       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5944           || (VECTOR_TYPE_P (type)
5945               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
5946   (with
5947    {
5948      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
5949                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
5950      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
5951      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
5952      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
5953      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
5954    }
5955    (if (n != 0
5956         && (idx % width) == 0
5957         && (n % width) == 0
5958         && known_le ((idx + n) / width,
5959                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
5960     (with
5961      {
5962        idx = idx / width;
5963        n = n / width;
5964        /* Constructor elements can be subvectors.  */
5965        poly_uint64 k = 1;
5966        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
5967          {
5968            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
5969            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
5970              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
5971          }
5972        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
5973      }
5974      (switch
5975       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
5976       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
5977        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
5978         { build_constructor (type, NULL); }
5979         (if (count == 1)
5980          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
5981           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
5982           { build_zero_cst (type); })
5983          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
5984             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
5985             uniform.  */
5986          (if (single_use (@0))
5987           {
5988             vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
5989             vec_alloc (vals, count);
5990             for (unsigned i = 0;
5991                  i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
5992               CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
5993                                       CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
5994             build_constructor (type, vals);
5995           }))))
5996       /* The bitfield references a single constructor element.  */
5997       (if (k.is_constant (&const_k)
5998            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
5999        (switch
6000         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
6001          { build_zero_cst (type); })
6002         (if (n == const_k)
6003          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
6004         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
6005                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
6007 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
6008    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
6009    not touching the extraction.  */
6010 (simplify
6011  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
6012  (with
6013   {
6014     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
6015     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
6016       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
6017     else
6018       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
6019   }
6020   (switch
6021    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
6022         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
6023                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6024     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
6025                                                  wi::to_wide (@rpos)
6026                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
6027    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
6028                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
6029         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
6030                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6031     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
6033 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6034  (for fmas (FMA)
6035   (simplify
6036    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
6037    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6038   (simplify
6039    (fmas @0 @1 (negate @2))
6040    (IFN_FMS @0 @1 @2))
6041   (simplify
6042    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
6043    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6044   (simplify
6045    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
6046    (if (single_use (@3))
6047     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
6049  (simplify
6050   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
6051   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6052  (simplify
6053   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
6054   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6055  (simplify
6056   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6057   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6058  (simplify
6059   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
6060    (if (single_use (@3))
6061     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
6063  (simplify
6064   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
6065   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6066  (simplify
6067   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
6068   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6069  (simplify
6070   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
6071   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6072  (simplify
6073   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
6074   (if (single_use (@3))
6075    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
6077  (simplify
6078   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
6079   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6080  (simplify
6081   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
6082   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6083  (simplify
6084   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6085   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6086  (simplify
6087   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
6088   (if (single_use (@3))
6089    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
6091 /* POPCOUNT simplifications.  */
6092 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
6093 (simplify
6094   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
6095   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
6096     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
6098 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
6099 (for popcount (POPCOUNT)
6100   (for cmp (le eq ne gt)
6101        rep (eq eq ne ne)
6102     (simplify
6103       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
6104       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6106 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
6107 (simplify
6108   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
6109   (PARITY @0))
6111 /* PARITY simplifications.  */
6112 /* parity(~X) is parity(X).  */
6113 (simplify
6114   (PARITY (bit_not @0))
6115   (PARITY @0))
6117 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
6118 (simplify
6119   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
6120   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
6122 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
6123 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
6124 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
6125   (simplify
6126     (pfun @0)
6127     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
6128       (switch
6129         (if (nz == 1)
6130           (convert @0))
6131         (if (wi::popcount (nz) == 1)
6132           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6133             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
6134                                    { build_int_cst (integer_type_node,
6135                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
6137 #if GIMPLE
6138 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
6140    int popcount64c (uint64_t x)
6141    {
6142      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
6143      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
6144      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
6145      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
6146    }
6148    int popcount32c (uint32_t x)
6149    {
6150      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
6151      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
6152      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
6153      return (x * 0x01010101) >> 24;
6154    }  */
6155 (simplify
6156  (rshift
6157   (mult
6158    (bit_and
6159     (plus:c
6160      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
6161       (plus:c@8
6162        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
6163         (bit_and
6164          (rshift
6165           (minus@6 @0
6166            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
6167           INTEGER_CST@10)
6168          INTEGER_CST@9)))
6169     INTEGER_CST@3)
6170    INTEGER_CST@2)
6171   INTEGER_CST@1)
6172   /* Check constants and optab.  */
6173   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
6174           int shift = (64 - prec) & 63;
6175           unsigned HOST_WIDE_INT c1
6176             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
6177           unsigned HOST_WIDE_INT c2
6178             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
6179           unsigned HOST_WIDE_INT c3
6180             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
6181           unsigned HOST_WIDE_INT c4
6182             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
6183    }
6184    (if (prec >= 16
6185         && prec <= 64
6186         && pow2p_hwi (prec)
6187         && TYPE_UNSIGNED (type)
6188         && integer_onep (@4)
6189         && wi::to_widest (@10) == 2
6190         && wi::to_widest (@5) == 4
6191         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
6192         && tree_to_uhwi (@2) == c1
6193         && tree_to_uhwi (@3) == c2
6194         && tree_to_uhwi (@9) == c3
6195         && tree_to_uhwi (@7) == c3
6196         && tree_to_uhwi (@11) == c4
6197         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
6198                                            OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6199     (convert (IFN_POPCOUNT:type @0)))))
6201 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
6202    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
6203    should lead to better code.  */
6204 (simplify
6205  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
6206  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6207       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
6208                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
6209   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6210    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
6211 #endif
6213 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
6214           BUILT_IN_FFSIMAX)
6215  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
6216     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
6217  (for cmp (eq ne)
6218   (simplify
6219    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6220     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6221      (switch
6222       (if (integer_zerop (@1))
6223        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6224       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
6225        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
6226       (if (single_use (@2))
6227        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6228                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6229                                                       false, prec)); })
6230             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6231                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
6232                                                   false, prec)); }))))))
6234  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
6235  (for cmp (gt le)
6236       cmp2 (ne eq)
6237       cmp3 (eq ne)
6238       bit_op (bit_and bit_ior)
6239   (simplify
6240    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6241     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6242      (switch
6243       (if (integer_zerop (@1))
6244        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6245       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
6246        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
6247       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
6248        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
6249       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
6250        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6251                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
6252                                                       false, prec)); }))
6253       (if (single_use (@2))
6254        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
6255                (cmp3 (bit_and @0
6256                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6257                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6258                                                   false, prec)); })
6259                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
6261 /* Simplify:
6263      a = a1 op a2
6264      r = c ? a : b;
6266    to:
6268      r = c ? a1 op a2 : b;
6270    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
6271    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
6272    simplification if the result of the operation isn't needed.
6274    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
6275    on targets that might not support them.  Any target implementing
6276    conditional internal functions must support the same comparisons
6277    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
6279 #if GIMPLE
6280 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
6281      cond_op (COND_BINARY)
6282  (simplify
6283   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
6284   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6285    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6286         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6287     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
6288  (simplify
6289   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
6290   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6291    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6292         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6293     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
6295 /* Same for ternary operations.  */
6296 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
6297      cond_op (COND_TERNARY)
6298  (simplify
6299   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
6300   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6301    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6302         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6303     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
6304  (simplify
6305   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
6306   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6307    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6308         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6309     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
6310                   (view_convert:op_type @1)))))))
6311 #endif
6313 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
6314    "else" value of an IFN_COND_*.  */
6315 (for cond_op (COND_BINARY)
6316  (simplify
6317   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
6318   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
6319    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6320     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
6321  (simplify
6322   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
6323   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6324    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6325         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6326     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
6328 /* Same for ternary operations.  */
6329 (for cond_op (COND_TERNARY)
6330  (simplify
6331   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
6332   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6333    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6334     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
6335  (simplify
6336   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
6337   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
6338    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6339         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6340     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
6342 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
6343    expressions like:
6345    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
6346    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
6348    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
6349    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
6350    bytes.  A is more efficiently tested as:
6352    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
6354    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
6356    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
6358    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
6360    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
6361    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
6363    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
6364    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
6365    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
6366    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
6367    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
6368    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
6369    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
6370    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
6371    pointer_pluses dead.  */
6372 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
6373  (for cmp (le lt)
6374   (simplify
6375    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
6376         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
6377    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
6378         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
6379         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
6380     /* Calculate the rhs constant.  */
6381     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
6382             offset_int rhs = off * 2; }
6383      /* Always fails for negative values.  */
6384      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
6385       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
6386          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
6387          same pointer_plus in multiple checks.  */
6388       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
6389               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
6390        (if (cmp == LT_EXPR)
6391         (gt (convert:sizetype
6392              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
6393                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
6394             { rhs_tree; })
6395         (gt (convert:sizetype
6396              (pointer_diff:ssizetype
6397               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
6398                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
6399               { swap_p ? @0 : @2; }))
6400             { rhs_tree; })))))))))
6402 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
6403    element of @1.  */
6404 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
6405  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
6406   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
6407    (if (i >= 0)
6408     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
6409             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
6410             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
6411             tree size = bitsize_int (elt_bits);
6412             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
6413      (view_convert
6414       (bit_and:elt_type
6415        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
6416        { elt; })))))))
6418 (simplify
6419  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
6420  (with
6421   {
6422     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
6424     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
6425     vec_perm_builder builder;
6426     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
6427       return NULL_TREE;
6429     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
6430     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
6431     bool single_arg = (op0 == op1);
6432     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
6433   }
6434   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
6435    { op0; }
6436    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
6437     { op1; }
6438     (with
6439      {
6440        if (!single_arg)
6441          {
6442            if (sel.all_from_input_p (0))
6443              op1 = op0;
6444            else if (sel.all_from_input_p (1))
6445              {
6446                op0 = op1;
6447                sel.rotate_inputs (1);
6448              }
6449            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
6450              {
6451                std::swap (op0, op1);
6452                sel.rotate_inputs (1);
6453              }
6454          }
6455        gassign *def;
6456        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
6457        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
6458            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
6459            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6460          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
6461        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
6462            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
6463            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6464          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
6466        tree t;
6467     }
6468     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6469           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
6470          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6471              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
6472          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
6473      { t; }
6474      (with
6475       {
6476         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
6477         tree ins = NULL_TREE;
6478         unsigned at = 0;
6480         /* See if the permutation is performing a single element
6481            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
6482            in that case.  But only if the vector mode is supported,
6483            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
6484         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
6485             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6486                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
6487                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6488                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
6489           {
6490             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
6491             if (insert_first_p)
6492               {
6493                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
6494                    first vector we only can insert the first elt from
6495                    the first vector.  */
6496                 at = 0;
6497                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
6498                   op0 = op1;
6499               }
6500             /* The above can fail for two-element vectors which always
6501                appear to insert the first element, so try inserting
6502                into the second lane as well.  For more than two
6503                elements that's wasted time.  */
6504             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
6505               {
6506                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
6507                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
6508                   if (maybe_ne (sel[at], at))
6509                     break;
6510                 if (at < encoded_nelts
6511                     && (known_eq (at + 1, nelts)
6512                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
6513                   {
6514                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
6515                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
6516                     else
6517                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
6518                   }
6519               }
6520           }
6522         /* Generate a canonical form of the selector.  */
6523         if (!ins && sel.encoding () != builder)
6524           {
6525             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
6526                argument permutation while still allowing an equivalent
6527                2-argument version.  */
6528             tree oldop2 = op2;
6529             if (sel.ninputs () == 2
6530                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
6531               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6532             else
6533               {
6534                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
6535                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
6536                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
6537                 else
6538                   /* Not directly supported with either encoding,
6539                      so use the preferred form.  */
6540                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6541               }
6542             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
6543               changed = true;
6544           }
6545       }
6546       (if (ins)
6547        (bit_insert { op0; } { ins; }
6548          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
6549        (if (changed)
6550         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
6552 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
6554 (match vec_same_elem_p
6555  @0
6556  (if (uniform_vector_p (@0))))
6558 (match vec_same_elem_p
6559  (vec_duplicate @0))
6561 (simplify
6562  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
6563  @0)
6565 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
6566    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
6567    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
6568    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
6569    to the number of trailing zeroes.  */
6570 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
6571   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))