Update LOCAL_PATCHES after libsanitizer merge.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobd07ceb7d087b8b5c5a7d7362ad9d8f71ac90dc08
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) 2014-2018 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    tree_expr_nonzero_p
35    integer_valued_real_p
36    integer_pow2p
37    HONOR_NANS)
39 /* Operator lists.  */
40 (define_operator_list tcc_comparison
41   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
42 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
43   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
44 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
45   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
46 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
47   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
48 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
49 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
51 #include "cfn-operators.pd"
53 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
54    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
55    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
57    Also define operand lists:
59      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
60      X<FN> for all double functions, in the same order
61      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
62 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
63   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
64                                  BUILT_IN_L##FN##F \
65                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
66   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
67                               BUILT_IN_L##FN \
68                               BUILT_IN_LL##FN) \
69   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
70                                  BUILT_IN_L##FN##L \
71                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
78 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
79 (define_operator_list UNCOND_BINARY
80   plus minus
81   mult trunc_div trunc_mod rdiv
82   min max
83   bit_and bit_ior bit_xor)
84 (define_operator_list COND_BINARY
85   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
86   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
87   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
88   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR)
90 /* Same for ternary operations.  */
91 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
92   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
93 (define_operator_list COND_TERNARY
94   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
96 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
97    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
98 (match (nop_convert @0)
99  (convert @0)
100  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
101 (match (nop_convert @0)
102  (view_convert @0)
103  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
104       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
105                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
106       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
107 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
108 (match (nop_convert @0)
109  @0)
111 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
112    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
113    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
114 (simplify (abs (convert @0))
115  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
116       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
117       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
118   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
119    (convert (absu:utype @0)))))
122 /* Simplifications of operations with one constant operand and
123    simplifications to constants or single values.  */
125 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
126   (simplify
127     (op @0 integer_zerop)
128     (non_lvalue @0)))
130 /* 0 +p index -> (type)index */
131 (simplify
132  (pointer_plus integer_zerop @1)
133  (non_lvalue (convert @1)))
135 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
136 (simplify
137  (pointer_diff @0 integer_zerop)
138  (convert @0))
140 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
141    Likewise if the operands are reversed.  */
142 (simplify
143  (plus:c @0 real_zerop@1)
144  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
145   (non_lvalue @0)))
147 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
148 (simplify
149  (minus @0 real_zerop@1)
150  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
151   (non_lvalue @0)))
153 /* Simplify x - x.
154    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
155    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
156    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
157    is volatile.  */
158 (simplify
159  (minus @0 @0)
160  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
161   { build_zero_cst (type); }))
162 (simplify
163  (pointer_diff @@0 @0)
164  { build_zero_cst (type); })
166 (simplify
167  (mult @0 integer_zerop@1)
168  @1)
170 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
171    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
172    same in modes with signed zeros, since multiplying a
173    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
174 (simplify
175  (mult @0 real_zerop@1)
176  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
177   @1))
179 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
180    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
181 (simplify
182  (mult @0 real_onep)
183  (if (!HONOR_SNANS (type)
184       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
185           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
186   (non_lvalue @0)))
188 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
189 (simplify
190  (mult @0 real_minus_onep)
191   (if (!HONOR_SNANS (type)
192        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
193            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
194    (negate @0)))
196 (for cmp (gt ge lt le)
197      outp (convert convert negate negate)
198      outn (negate negate convert convert)
199  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
200  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
201  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
202  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
203  (simplify
204   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
205   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
206        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
207    (switch
208     (if (types_match (type, float_type_node))
209      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
210     (if (types_match (type, double_type_node))
211      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
212     (if (types_match (type, long_double_type_node))
213      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
214  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
215  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
216  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
217  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
218  (simplify
219   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
220   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
221        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
222    (switch
223     (if (types_match (type, float_type_node))
224      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
225     (if (types_match (type, double_type_node))
226      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
227     (if (types_match (type, long_double_type_node))
228      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
230 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
231 (simplify
232  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
233  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
234   (abs @0)))
236 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
237 (simplify
238  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
239  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
240   (negate (abs @0))))
242 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
243 (simplify
244  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
245  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
246   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
248 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
249 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
250   (simplify
251     (op @0 integer_onep)
252     (non_lvalue @0)))
254 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
255    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
256    toward zero.
257    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
258 (simplify
259  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
260  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
261       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
262           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
263           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
264   (rshift @0 @2)))
266 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
267    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
268    traps enables better optimizations than these anyway.  */
269 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
270  /* 0 / X is always zero.  */
271  (simplify
272   (div integer_zerop@0 @1)
273   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
274   (if (!integer_zerop (@1))
275    @0))
276   /* X / -1 is -X.  */
277  (simplify
278    (div @0 integer_minus_onep@1)
279    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
280     (negate @0)))
281  /* X / X is one.  */
282  (simplify
283   (div @0 @0)
284   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
285      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
286   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
287    { build_one_cst (type); }))
288  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
289  (simplify
290    (div:C @0 (abs @0))
291    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
292         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
293     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
294           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
295  /* X / -X is -1.  */
296  (simplify
297    (div:C @0 (negate @0))
298    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
299         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
300     { build_minus_one_cst (type); })))
302 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
303    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
304 (simplify
305  (floor_div @0 @1)
306  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
307       && TYPE_UNSIGNED (type))
308   (trunc_div @0 @1)))
310 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
311    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
312 (for div (trunc_div exact_div)
313  (simplify
314   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
315   (with {
316     wi::overflow_type overflow;
317     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
318                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
319    }
320    (if (!overflow)
321     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
322     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
323          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
324      { build_zero_cst (type); })))))
326 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
327    overflow is different.  */
328 (simplify
329  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
330  (with {
331    wi::overflow_type overflow;
332    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
333                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
334   }
335   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
336      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
337   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
338    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
340 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
341    NaNs or Infinities.  */
342 (simplify
343  (rdiv @0 @0)
344  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
345       && ! HONOR_NANS (type)
346       && ! HONOR_INFINITIES (type))
347   { build_one_cst (type); }))
349 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
350    NaNs or Infinities.  */
351 (simplify
352  (rdiv:C @0 (negate @0))
353  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
354       && ! HONOR_NANS (type)
355       && ! HONOR_INFINITIES (type))
356   { build_minus_one_cst (type); }))
358 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
359 (simplify
360  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
361   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
362        && ! HONOR_NANS (type)
363        && ! HONOR_INFINITIES (type))
364    (switch
365     (if (types_match (type, float_type_node))
366      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
367     (if (types_match (type, double_type_node))
368      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
369     (if (types_match (type, long_double_type_node))
370      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
372 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
373 (simplify
374  (rdiv @0 real_onep)
375  (if (!HONOR_SNANS (type))
376   (non_lvalue @0)))
378 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
379 (simplify
380  (rdiv @0 real_minus_onep)
381  (if (!HONOR_SNANS (type))
382   (negate @0)))
384 (if (flag_reciprocal_math)
385  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
386  (simplify
387   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
388   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
390  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
391  (simplify
392   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
393   (with
394    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
395    (if (tem)
396     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
398  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
399  (simplify
400   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
401    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
403 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
404 (simplify
405  (rdiv @0 (negate @1))
406  (rdiv (negate @0) @1))
408 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
409 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
410  (simplify
411   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
412   (if (integer_pow2p (@2)
413        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
414        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
415        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
416    (rshift (convert @0)
417            { build_int_cst (integer_type_node,
418                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
420 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
421    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
422    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
423    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
424    tell if it is or not in a portable manner.  */
425 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
426  (simplify
427   (rdiv @0 cst@1)
428   (if (optimize)
429    (if (flag_reciprocal_math
430         && !real_zerop (@1))
431     (with
432      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
433      (if (tem)
434       (mult @0 { tem; } )))
435     (if (cst != COMPLEX_CST)
436      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
437       (if (inverse)
438        (mult @0 { inverse; } ))))))))
440 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
441  /* 0 % X is always zero.  */
442  (simplify
443   (mod integer_zerop@0 @1)
444   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
445   (if (!integer_zerop (@1))
446    @0))
447  /* X % 1 is always zero.  */
448  (simplify
449   (mod @0 integer_onep)
450   { build_zero_cst (type); })
451  /* X % -1 is zero.  */
452  (simplify
453   (mod @0 integer_minus_onep@1)
454   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
455    { build_zero_cst (type); }))
456  /* X % X is zero.  */
457  (simplify
458   (mod @0 @0)
459   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
460   (if (!integer_zerop (@0))
461    { build_zero_cst (type); }))
462  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
463  (simplify
464   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
465   @2)
466  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
467  (simplify
468   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
469   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
470        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
471        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
472                              TYPE_SIGN (type)))
473    { build_zero_cst (type); }))
474  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
475     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
476  (for cmp (eq ne)
477   (simplify
478    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
479    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
480     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
481      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
483 /* X % -C is the same as X % C.  */
484 (simplify
485  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
486   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
487        && !TREE_OVERFLOW (@1)
488        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
489        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
490        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
491        && !sign_bit_p (@1, @1))
492    (trunc_mod @0 (negate @1))))
494 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
495 (simplify
496  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
497  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
498       && !TYPE_UNSIGNED (type)
499       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
500       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
501       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
502          Y might be -1, because we would then change valid
503          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
504       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
505           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
506                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
507   (trunc_mod @0 (convert @1))))
509 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
510 (simplify
511  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
512  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
513   (convert (trunc_mod @0 @1))))
515 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
516    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
517    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
518    to A & ((C << N) - 1).  */
519 (match (power_of_two_cand @1)
520  INTEGER_CST@1)
521 (match (power_of_two_cand @1)
522  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
523 (for mod (trunc_mod floor_mod)
524  (simplify
525   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
526   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
527         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
528         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
529         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
530    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
532 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
533 (simplify
534  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
535  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
536   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
537                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
538                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
539                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
541 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
542 (simplify
543  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
544  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
545   (bit_and @0 (negate @1))))
547 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
548 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
549  (simplify
550   (div (mult:c @0 @1) @1)
551   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
552        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
553    @0)))
555 (for op (negate abs)
556  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
557  (for coss (COS COSH)
558   (simplify
559    (coss (op @0))
560     (coss @0)))
561  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
562  (for pows (POW)
563   (simplify
564    (pows (op @0) REAL_CST@1)
565    (with { HOST_WIDE_INT n; }
566     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
567      (pows @0 @1)))))
568  /* Likewise for powi.  */
569  (for pows (POWI)
570   (simplify
571    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
572    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
573     (pows @0 @1))))
574  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
575  (for hypots (HYPOT)
576   (simplify
577    (hypots (op @0) @1)
578    (hypots @0 @1))
579   (simplify
580    (hypots @0 (op @1))
581    (hypots @0 @1)))
582  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
583  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
584   (simplify
585    (copysigns (op @0) @1)
586    (copysigns @0 @1))))
588 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
589 (simplify
590  (mult (abs@1 @0) @1)
591  (mult @0 @0))
593 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
594 (simplify
595  (mult (absu@1 @0) @1)
596  (mult (convert@2 @0) @2))
598 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
599 (for coss (COS COSH)
600      copysigns (COPYSIGN)
601  (simplify
602   (coss (copysigns @0 @1))
603    (coss @0)))
605 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
606 (for pows (POW)
607      copysigns (COPYSIGN)
608  (simplify
609   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
610   (with { HOST_WIDE_INT n; }
611    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
612     (pows @0 @1)))))
613 /* Likewise for powi.  */
614 (for pows (POWI)
615      copysigns (COPYSIGN)
616  (simplify
617   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
618   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
619    (pows @0 @1))))
621 (for hypots (HYPOT)
622      copysigns (COPYSIGN)
623  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
624  (simplify
625   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
626   (hypots @0 @2))
627  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
628  (simplify
629   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
630   (hypots @0 @1)))
632 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
633 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
634  (simplify
635   (copysigns @0 REAL_CST@1)
636   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
637    (negate (abs @0))
638    (abs @0))))
640 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
641 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
642  (simplify
643   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
644   (copysigns @0 @2)))
646 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
647 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
648  (simplify
649   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
650   (mult @0 @0)))
652 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
653 (for ccoss (CCOS CCOSH)
654  (simplify
655   (ccoss (negate @0))
656    (ccoss @0)))
658 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
659 (for ops (conj negate)
660  (for cabss (CABS)
661   (simplify
662    (cabss (ops @0))
663    (cabss @0))))
665 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
666 (simplify
667  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
668   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
669        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
670    (lshift @0 @2)))
672 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
673    into ((1 << C) >> x). */
674 (simplify
675  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
676   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
677        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
678        && single_use (@1))
679    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
680      (rshift (lshift @0 @2) @3)
681    (with
682     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
683     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
685 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
686 (simplify
687  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
688   (if (flag_associative_math
689        && single_use (@3))
690    (with
691     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
692     (if (tem)
693      (rdiv { tem; } @1)))))
695 /* Simplify ~X & X as zero.  */
696 (simplify
697  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
698   { build_zero_cst (type); })
700 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
701 (simplify
702   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
703   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
704     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
706 (for bitop (bit_and bit_ior)
707      cmp (eq ne)
708  /* PR35691: Transform
709     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
710     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
711  (simplify
712   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
713    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
714         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
715         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
716     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
717  /* Transform:
718     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
719     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
720  (simplify
721   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
722    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
723         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
724         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
725     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
727 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
728 (simplify
729  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
730   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
731 (simplify
732  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
733  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
734   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
736 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
737 (simplify
738  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
739   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
741 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
742 (for op (bit_ior bit_xor plus)
743  (simplify
744   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
745    (bit_xor @0 @1))
746  (simplify
747   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
748   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
749    (bit_xor @0 @1))))
751 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
752 (simplify
753   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
754   (bit_ior @0 @1))
756 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
757 (simplify
758  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
759  @2)
761 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
762 (simplify
763  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
764  (bit_not (bit_and @0 @1)))
766 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
767 (simplify
768  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
769  (bit_and @0 @1))
771 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
772 (simplify
773  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
774  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
776 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
777 (for op (bit_and bit_xor)
778  (simplify
779   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
780   @2))
782 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
783 (simplify
784  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
785  @2)
787 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
788 (simplify
789  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
790  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
792 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
793 (simplify
794  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
795  (bit_and @0 (bit_not @1)))
797 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
798 #if GIMPLE
799 (simplify
800  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
801  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
802       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
803   (bit_xor @0 @1)))
804 #endif
806 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
807    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
808    Similarly if (N & M) == 0,
809    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
810    and for - instead of + (or unary - instead of +)
811    and/or ^ instead of |.
812    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
813 (for op (plus minus)
814  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
815   (simplify
816    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
817     (with
818      { tree pmop[2];
819        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
820                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
821                                        NULL_TREE, pmop); }
822      (if (utype)
823       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
824                             (convert:utype { pmop[1]; }))
825                         (convert:utype @2))))))
826   (simplify
827    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
828     (with
829      { tree pmop[2];
830        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
831                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
832                                        @4, pmop); }
833      (if (utype)
834       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
835                             (convert:utype { pmop[1]; }))
836                         (convert:utype @2)))))))
837  (simplify
838   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
839    (with
840     { tree pmop[2];
841       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
842                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
843                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
844     (if (utype)
845      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
846                            (convert:utype { pmop[1]; }))
847                        (convert:utype @2)))))))
848 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
849  (simplify
850   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
851    (with
852     { tree pmop[2];
853       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
854                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
855                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
856     (if (utype)
857      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
858                        (convert:utype @1)))))))
860 /* X % Y is smaller than Y.  */
861 (for cmp (lt ge)
862  (simplify
863   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
864   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
865    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
866 (for cmp (gt le)
867  (simplify
868   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
869   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
870    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
872 /* x | ~0 -> ~0  */
873 (simplify
874  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
875  @1)
877 /* x | 0 -> x  */
878 (simplify
879  (bit_ior @0 integer_zerop)
880  @0)
882 /* x & 0 -> 0  */
883 (simplify
884  (bit_and @0 integer_zerop@1)
885  @1)
887 /* ~x | x -> -1 */
888 /* ~x ^ x -> -1 */
889 /* ~x + x -> -1 */
890 (for op (bit_ior bit_xor plus)
891  (simplify
892   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
893   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
895 /* x ^ x -> 0 */
896 (simplify
897   (bit_xor @0 @0)
898   { build_zero_cst (type); })
900 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
901 (simplify
902   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
903   (bit_not @0))
905 /* x & ~0 -> x  */
906 (simplify
907  (bit_and @0 integer_all_onesp)
908   (non_lvalue @0))
910 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
911 (for bitop (bit_and bit_ior)
912  (simplify
913   (bitop @0 @0)
914   (non_lvalue @0)))
916 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
917 #if GIMPLE
918 (simplify
919  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
920  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
921       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
922   @0))
923 #endif
925 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
926 (simplify
927  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
928  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
930 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
931 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
932 (for bitop (bit_and bit_ior)
933  (simplify
934   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
935   (bitop @0 (bit_not @1))))
937 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
938 (simplify
939  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
940  @2)
942 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
943 (simplify
944  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
945  (bit_not @0))
947 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
948 (simplify
949  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
950  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
952 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
953 (simplify
954  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
955  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
957 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
958 (simplify
959  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
960  (bit_not (bit_and @0 @1)))
962 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
963 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
964 (for bitop (bit_and bit_ior)
965      rbitop (bit_ior bit_and)
966  (simplify
967   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
968   (bitop @1 @2)))
970 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
971 (simplify
972  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
973  (bit_xor @0 @1))
975 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
976 (simplify
977  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
978  (bit_and @0 @1))
980 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
981 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
982 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
983 (for op (plus bit_ior bit_xor)
984  (simplify
985   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
986   (bit_ior @0 @1)))
988 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
989 (simplify
990  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
991  (plus @0 @1))
993 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
994 (simplify
995  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
996  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
997       && !TYPE_SATURATING (type))
998   (bit_and @0 @1)))
1000 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1001 (simplify
1002  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1003  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1004       && !TYPE_SATURATING (type))
1005   (bit_ior @0 @1)))
1007 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1008 (simplify
1009  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1010  (bit_and @0 @1))
1012 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1013 (simplify
1014  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1015  (bit_xor @0 @1))
1017 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1018 (simplify
1019  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1020  (bit_xor @0 @1))
1022 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1023 (simplify
1024  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1025  (bit_and @0 @1))
1027 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1028 (simplify
1029  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1030  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1032 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1033 (simplify
1034  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1035  (bit_xor @0 @1))
1037 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1038    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1039 (for op (bit_and bit_ior)
1040      rop (bit_ior bit_and)
1041  (simplify
1042   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1043   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1044        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1045    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1047 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1048    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1049    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1050    simplifications.  */
1051 (for op (bit_xor plus)
1052  (simplify
1053   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1054       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1055   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1056        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1057        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1058    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1060 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1061 (simplify
1062  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1063  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1064   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1066 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1067 (simplify
1068  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1069  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1070       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1071   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1073 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1074 (simplify
1075  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1076  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1077   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1079 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1080 (for opo (bit_and bit_xor)
1081      opi (bit_xor bit_and)
1082  (simplify
1083   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1084   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1086 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1087    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1088    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1089    constants are involved.  For example, convert
1090      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1091    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1092 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1093      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1094  (simplify
1095   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1096   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1097        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1098    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1100 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1101 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1102    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1103 (for op (bit_and bit_ior)
1104  (simplify
1105   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1106   @2))
1107 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1108 (simplify
1109  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1110  (convert @0))
1111 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1112    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1113 (for op (bit_and bit_ior)
1114  (simplify
1115   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1116   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1117        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1118    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1119     (op @3 (convert @2))
1120     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1121      (op (convert @1) @5))))))
1122 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1123 (simplify
1124  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1125  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1126       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1127   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1129 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1130    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1131 (simplify
1132  (abs (abs@1 @0))
1133  @1)
1135 (simplify
1136  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1137  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1138   @1))
1140 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1141 (simplify
1142  (abs (negate @0))
1143  (abs @0))
1145 (simplify
1146  (absu (negate @0))
1147  (absu @0))
1149 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1150 (simplify
1151  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1152  @0)
1154 (simplify
1155  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1156  (convert @0))
1158 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1159 (match negate_expr_p
1160  INTEGER_CST
1161  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1162        && TYPE_UNSIGNED (type))
1163       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1164           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1165 (match negate_expr_p
1166  FIXED_CST)
1167 (match negate_expr_p
1168  (negate @0)
1169  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1170 (match negate_expr_p
1171  REAL_CST
1172  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1173 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1174    ways.  */
1175 (match negate_expr_p
1176  VECTOR_CST
1177  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1178 (match negate_expr_p
1179  (minus @0 @1)
1180  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1181       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1182           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1183           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1185 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1186 (simplify
1187  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1188   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1189        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1190    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1192 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1193 (simplify
1194  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1195  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1196       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1197   (minus (negate @1) @0)))
1199 /* -(A - B) -> B - A.  */
1200 (simplify
1201  (negate (minus @0 @1))
1202  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1203       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1204           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1205           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1206   (minus @1 @0)))
1207 (simplify
1208  (negate (pointer_diff @0 @1))
1209  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1210   (pointer_diff @1 @0)))
1212 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1213 (simplify
1214  (minus @0 negate_expr_p@1)
1215  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1216  (plus @0 (negate @1))))
1218 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1219    when profitable.
1220    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1221    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1222    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1223    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1224 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1225  (simplify
1226   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1227   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1228          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1229          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1230         || types_match (@0, @1))
1231        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1232           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1233           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1234           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1235           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1236        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1237        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1238               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1239            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1240            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1241               mode.  */
1242            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1243            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1244               of its mode.  */
1245            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1246    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1248 (for bitop (bit_and bit_ior)
1249      rbitop (bit_ior bit_and)
1250   /* (x | y) & x -> x */
1251   /* (x & y) | x -> x */
1252  (simplify
1253   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1254   @0)
1255  /* (~x | y) & x -> x & y */
1256  /* (~x & y) | x -> x | y */
1257  (simplify
1258   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1259   (bitop @0 @1)))
1261 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1262 (simplify
1263   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1264   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1266 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1267 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1268  (simplify
1269   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1270   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1271    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1272       folded to a constant.  */
1273    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1274    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1275       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1276       the values involved are such that the operation can't be decided at
1277       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1278       that combination can be decided at compile time.
1280       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1281       oscillation.  */
1282    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1283     (if (cst1)
1284      (bitop @1 { cst1; })
1285      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1286       (if (cst2)
1287        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1289 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1290    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1291 (match truth_valued_p
1292  @0
1293  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1294 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1295  (match truth_valued_p
1296   (op @0 @1)))
1297 (match truth_valued_p
1298   (truth_not @0))
1300 (match (logical_inverted_value @0)
1301  (truth_not @0))
1302 (match (logical_inverted_value @0)
1303  (bit_not truth_valued_p@0))
1304 (match (logical_inverted_value @0)
1305  (eq @0 integer_zerop))
1306 (match (logical_inverted_value @0)
1307  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1308 (match (logical_inverted_value @0)
1309  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1311 /* X & !X -> 0.  */
1312 (simplify
1313  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1314  { build_zero_cst (type); })
1315 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1316 (for op (bit_ior bit_xor)
1317  (simplify
1318   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1319   { constant_boolean_node (true, type); }))
1320 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1321 (for op (eq ne)
1322  (simplify
1323   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1324   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1326 /* ~~x -> x */
1327 (simplify
1328   (bit_not (bit_not @0))
1329   @0)
1331 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1332 (simplify
1333  (bit_not (convert? (negate @0)))
1334  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1335       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1336   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1338 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1339 (simplify
1340  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1341  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1343 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1344 (simplify
1345  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1346  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1347       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1348   (convert (negate @0))))
1349 (simplify
1350  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1351  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1352       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1353   (convert (negate @0))))
1355 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1356 (simplify
1357  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1358  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1359   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1360 (simplify
1361  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1362  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1363   (convert (bit_xor @0 @1))))
1365 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1366 (simplify
1367  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1368  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1369   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1371 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1372 (simplify
1373  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1374  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1376 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1377 (simplify
1378  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1379  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1380       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1381   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1383 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1384 (for cmp (gt lt ge le)
1385 (simplify
1386  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1387   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1389 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1390    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1391 (for cmp (eq ne)
1392  (simplify
1393   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1394   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1395        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1396        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1397    (cmp @0 @2))))
1399 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1400    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1401 (for cmp (eq ne)
1402  (simplify
1403   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1404   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1405        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1406        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1407    (cmp @0 @2))))
1409 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1410    x * C RELOP y * C into:
1412    x RELOP y for nonnegative C
1413    y RELOP x for negative C  */
1414 (for cmp (lt gt le ge)
1415  (simplify
1416   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1417   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1418        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1419    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1420     (cmp @0 @2)
1421    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1422         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1423     (cmp @2 @0))))))
1425 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1426 (for cmp (le gt)
1427      icmp (gt le)
1428  (simplify
1429   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1430    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1431         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1432         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1433         && (wi::to_wide (@2)
1434             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1435     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1436      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1438 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1439 (for cmp (simple_comparison)
1440  (simplify
1441   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1442   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1443    (cmp @0 @1))))
1445 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1446 (for cmp (simple_comparison)
1447  (simplify
1448   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1449   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1450        && integer_nonzerop (@1)
1451        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1452        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1453    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1454            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1455                                                    &neg_overflow); }
1456     (switch
1457      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1458        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1459         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1460         (if (code == LT_EXPR)
1461          (lt @0 { lo; })
1462          (ge @0 { lo; }))))
1463      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1464        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1465         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1466         (if (code == LE_EXPR)
1467          (le @0 { hi; })
1468          (gt @0 { hi; }))))
1469      (if (!lo && !hi)
1470       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1471      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1472       (ge @0 { lo; }))
1473      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1474       (le @0 { hi; }))
1475      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1476       (lt @0 { lo; }))
1477      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1478       (gt @0 { hi; }))
1479      (if (GENERIC)
1480       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1481                            lo, hi); })
1482      (with
1483       {
1484         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1485         if (etype)
1486           {
1487             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1488               etype = unsigned_type_for (etype);
1489             hi = fold_convert (etype, hi);
1490             lo = fold_convert (etype, lo);
1491             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1492           }
1493       }
1494       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1495        (if (code == EQ_EXPR)
1496         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1497         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1499 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1500 (for op (lt le ge gt)
1501  (simplify
1502   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1503   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1504        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1505    (op @0 @1))))
1506 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1507 (for op (eq ne minus)
1508  (simplify
1509   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1510   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1511        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1512            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1513    (op @0 @1))))
1515 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1516 (for op (lt le ge gt)
1517  (simplify
1518   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1519   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1520        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1521    (op @0 @1))))
1522 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1523 (for op (eq ne minus)
1524  (simplify
1525   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1526   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1527        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1528            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1529    (op @0 @1))))
1530 /* And for pointers...  */
1531 (for op (simple_comparison)
1532  (simplify
1533   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1534   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1535    (op @0 @1))))
1536 (simplify
1537  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1538  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1539       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1540   (pointer_diff @0 @1)))
1542 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1543 (for op (lt le ge gt)
1544  (simplify
1545   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1546   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1547        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1548    (op @1 @0))))
1549 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1550 (for op (eq ne minus)
1551  (simplify
1552   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1553   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1554        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1555            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1556    (op @1 @0))))
1557 /* And for pointers...  */
1558 (for op (simple_comparison)
1559  (simplify
1560   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1561   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1562    (op @1 @0))))
1563 (simplify
1564  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1565  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1566       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1567   (pointer_diff @1 @0)))
1569 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1570 (for op (lt le gt ge)
1571  (simplify
1572   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1573   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1574        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1575        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1576    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1577 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1578 (for op (eq ne)
1579  (simplify
1580   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1581   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1582        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1583            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1584        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1585        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1586        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1587    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1588  (simplify
1589   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1590   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1591        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1592        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1593    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1595 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1596    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1597 (for op (simple_comparison)
1598  (simplify
1599   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1600   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1601        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1602            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1603                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1604        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1605    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1607 /* Transform:
1608    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1609    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1610 (for cmp (eq ne)
1611      ocmp (lt ge)
1612  (simplify
1613   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1614   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1615        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1616        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1617        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1618    (ocmp @0 @1))))
1620 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1621 (for cmp (eq ne)
1622  (simplify
1623   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1624   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1625    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1627 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1628    possibly set.  */
1629 (match with_possible_nonzero_bits
1630  INTEGER_CST@0)
1631 (match with_possible_nonzero_bits
1632  SSA_NAME@0
1633  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1634 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1635 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1636  with_possible_nonzero_bits@0)
1637 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1638  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1640 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1641    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1642 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1643  INTEGER_CST@0)
1644 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1645  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1647 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1648 (for cmp (eq ne)
1649  (simplify
1650   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1651   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1652    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1654 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1655    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1656    zero throughout its computed value range,
1657    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1658    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1659    and 0's otherwise.
1660    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1661    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1662    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1664 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1665      outer_op (bit_xor bit_ior)
1666 (simplify
1667  (outer_op
1668   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1669  (with
1670   {
1671     bool fail = false;
1672     wide_int zero_mask_not;
1673     wide_int C0;
1674     wide_int cst_emit;
1676     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1677       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1678     else
1679       fail = true;
1681     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1682       {
1683         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1684         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1685       }
1686     else
1687       {
1688         C0 = wi::to_wide (@0);
1689         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1690       }
1691   }
1692   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1693    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1694    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1695     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1697 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1698 (simplify
1699   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1700   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1702 /* Pattern match
1703      tem1 = (long) ptr1;
1704      tem2 = (long) ptr2;
1705      tem3 = tem2 - tem1;
1706      tem4 = (unsigned long) tem3;
1707      tem5 = ptr1 + tem4;
1708    and produce
1709      tem5 = ptr2;  */
1710 (simplify
1711   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1712   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1713   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1714        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1715             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1716    @1))
1717 (simplify
1718   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1719   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1720    (convert @1)))
1722 /* Pattern match
1723      tem = (sizetype) ptr;
1724      tem = tem & algn;
1725      tem = -tem;
1726      ... = ptr p+ tem;
1727    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1728      ... = ptr & ~algn;  */
1729 (simplify
1730   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1731   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1732    (bit_and @0 { algn; })))
1734 /* Try folding difference of addresses.  */
1735 (simplify
1736  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1737  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1738   (with { poly_int64 diff; }
1739    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1740     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1741 (simplify
1742  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1743  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1744   (with { poly_int64 diff; }
1745    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1746     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1747 (simplify
1748  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1749  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1750       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1751   (with { poly_int64 diff; }
1752    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1753     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1754 (simplify
1755  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1756  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1757       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1758   (with { poly_int64 diff; }
1759    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1760     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1762 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1763    be able to fold this expression using the object or function's
1764    alignment.  */
1765 (simplify
1766  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1767  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1768       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1769   (with
1770    {
1771      unsigned int align;
1772      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1773      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1774    }
1775    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1776     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1777                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1780 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1781 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1783  /* Contract negates.  */
1784  /* A + (-B) -> A - B */
1785  (simplify
1786   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1787   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1788   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1789        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1790    (with
1791     {
1792      tree t1 = type;
1793      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1794          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1795        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1796     }
1797     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1798  /* A - (-B) -> A + B */
1799  (simplify
1800   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1801   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1802        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1803    (with
1804     {
1805      tree t1 = type;
1806      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1807          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1808        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1809     }
1810     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1811  /* -(T)(-A) -> (T)A
1812     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1813     happen without overflow.  */
1814  (simplify
1815   (negate (convert (negate @1)))
1816   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1817        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1818            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1819                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1820        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1821        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1822    (convert @1)))
1823  (simplify
1824   (negate (convert negate_expr_p@1))
1825   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1826        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1827             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1828             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1829            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1830    (convert (negate @1))))
1831  (simplify
1832   (negate (nop_convert (negate @1)))
1833   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1834        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1835    (view_convert @1)))
1837  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1838     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1839  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1840       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1842   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1843      irrespective of overflow issues.  */
1844   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1845   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1846   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1847   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1848   (simplify
1849     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1850     @1)
1851   (simplify
1852     (minus (minus @0 @1) @0)
1853     (negate @1))
1854   (simplify
1855     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1856     @0)
1857   (simplify
1858    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1859    (negate @1))
1860   (simplify
1861    (minus @0 (minus @0 @1))
1862    @1)
1863   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1864   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1865   /* More cases are handled with comparisons.  */
1866   (simplify
1867    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1868    (plus @2 @1))
1869   (simplify
1870    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1871    (minus @2 @1))
1872   (simplify
1873    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1874    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1875         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1876     (pointer_diff @2 @1)))
1877   (simplify
1878    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1879    (plus @1 @2))
1881   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1882      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1883      scalars.  */
1884   (for outer_op (plus minus)
1885    (for inner_op (plus minus)
1886         neg_inner_op (minus plus)
1887     (simplify
1888      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1889                CONSTANT_CLASS_P@2)
1890      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1891      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1892       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
1893          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
1894       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1895        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1896         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1897         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
1898       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1899            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1900        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1901         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1902         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1903        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1904           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1905           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1906        (if (types_match (type, @0))
1907         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1908                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1909                                         type, @1, @2); }
1910          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1911           (inner_op @0 { cst; } )
1912           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1913           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1914                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1915            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
1916            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1917            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1918             (if (utype)
1919              (view_convert (inner_op
1920                             (view_convert:utype @0)
1921                             (view_convert:utype
1922                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
1924   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1925   (for outer_op (plus minus)
1926    (simplify
1927     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1928     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1929      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1930       (minus { cst; } @0)))))
1932   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1933   (simplify
1934    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1935    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1936     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1937      (plus { cst; } @0))))
1939   /* ~A + A -> -1 */
1940   (simplify
1941    (plus:c (bit_not @0) @0)
1942    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1943     { build_all_ones_cst (type); }))
1945   /* ~A + 1 -> -A */
1946   (simplify
1947    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1948    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1949     (negate (convert @0))))
1951   /* -A - 1 -> ~A */
1952   (simplify
1953    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1954    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1955         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1956     (bit_not (convert @0))))
1958   /* -1 - A -> ~A */
1959   (simplify
1960    (minus integer_all_onesp @0)
1961    (bit_not @0))
1963   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1964   (simplify
1965    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1966     (convert? @0))
1967    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1968         /* For integer types, if A has a smaller type
1969            than T the result depends on the possible
1970            overflow in P + A.
1971            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1972            However, if an overflow in P + A would cause
1973            undefined behavior, we can assume that there
1974            is no overflow.  */
1975         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1976             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1977     (convert @1)))
1978   (simplify
1979    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1980     (convert @0))
1981    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1982         /* For pointer types, if the conversion of A to the
1983            final type requires a sign- or zero-extension,
1984            then we have to punt - it is not defined which
1985            one is correct.  */
1986         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1987             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1988             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1989     (convert @1)))
1990    (simplify
1991     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
1992     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1993        thus sign-extended if necessary.  */
1994     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1995      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1996         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1997         we don't want to diagnose overflow here.  */
1998      (convert (view_convert:stype @1))))
2000   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2001   (simplify
2002    (minus (convert? @0)
2003     (convert (plus:c @@0 @1)))
2004    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2005         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2006         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2007     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2008      (convert (negate (convert:utype @1))))
2009     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2010          /* For integer types, if A has a smaller type
2011             than T the result depends on the possible
2012             overflow in P + A.
2013             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2014             However, if an overflow in P + A would cause
2015             undefined behavior, we can assume that there
2016             is no overflow.  */
2017          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2018              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2019      (negate (convert @1)))))
2020   (simplify
2021    (minus (convert @0)
2022     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2023    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2024         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2025         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2026     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2027      (convert (negate (convert:utype @1))))
2028     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2029          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2030             final type requires a sign- or zero-extension,
2031             then we have to punt - it is not defined which
2032             one is correct.  */
2033          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2034              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2035              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2036      (negate (convert @1)))))
2037    (simplify
2038     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2039     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2040        thus sign-extended if necessary.  */
2041     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2042      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2043         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2044         we don't want to diagnose overflow here.  */
2045      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2047   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2048   (simplify
2049    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2050     (convert (plus:c @0 @2)))
2051    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2052         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2053         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2054         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2055     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2056      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2057     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2058           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2059          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2060              /* For integer types, if A has a smaller type
2061                 than T the result depends on the possible
2062                 overflow in P + A.
2063                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2064                 However, if an overflow in P + A would cause
2065                 undefined behavior, we can assume that there
2066                 is no overflow.  */
2067              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2068                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2069                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2070                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2071      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2072   (simplify
2073    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2074     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2075    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2076         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2077         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2078     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2079      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2080     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2081          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2082             final type requires a sign- or zero-extension,
2083             then we have to punt - it is not defined which
2084             one is correct.  */
2085          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2086              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2087              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2088              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2089              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2090      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2091    (simplify
2092     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2093     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2094        thus sign-extended if necessary.  */
2095     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2096      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2097         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2098         we don't want to diagnose overflow here.  */
2099      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2100             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2102 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2103     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2104 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2105      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2106  (for plusminus (plus minus)
2107   (simplify
2108    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2109    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2110          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2111          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2112              && tree_expr_nonzero_p (@0)
2113              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2114         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2115            original operand (but not on both).  */
2116         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
2117     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
2118   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2119   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2120    (simplify
2121     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2122     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2123           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2124           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2125               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2126               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2127          && single_use (@3))
2128      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2129    (simplify
2130     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2131     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2132           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2133           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2134               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2135               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2136          && single_use (@3))
2137      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2139 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2141 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2142  (simplify
2143   (minmax @0 @0)
2144   @0))
2145 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2146 (simplify
2147  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2148  @1)
2149 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2150 (simplify
2151  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2152  @1)
2153 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2154 (simplify
2155  (max:c @0 (negate @0))
2156  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2157       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2158           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2159   (abs @0)))
2160 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2161 (simplify
2162  (min:c @0 (negate @0))
2163  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2164       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2165           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2166   (negate (abs @0))))
2167 (simplify
2168  (min @0 @1)
2169  (switch
2170   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2171        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2172        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2173    @1)
2174   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2175        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2176        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2177    @0)))
2178 (simplify
2179  (max @0 @1)
2180  (switch
2181   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2182        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2183        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2184    @1)
2185   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2186        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2187        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2188    @0)))
2190 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2191 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2192 (simplify
2193  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2194   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2195    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2196     @2
2197     @0)))
2199 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2200 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2201 (simplify
2202  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2203   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2204    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2205     @0
2206     @2)))
2208 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2209    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2210 (for minmax (min max)
2211  (simplify
2212   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2213   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2214        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2215        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2216        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2217    (minmax @1 (convert @2)))))
2219 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2220  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2221     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2222  (simplify
2223   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2224   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2225        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2226    @0)))
2227 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2228    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2229    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2230    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2231    worry about it either.  */
2232 (if (flag_finite_math_only)
2233  (simplify
2234   (FMIN_ALL @0 @1)
2235   (min @0 @1))
2236  (simplify
2237   (FMAX_ALL @0 @1)
2238   (max @0 @1)))
2239 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2240 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2241      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2242  (simplify
2243   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2244   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2245        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2246            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2247    (negate (maxmin @0 @1)))))
2248 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2249    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2250 (for minmax (min max)
2251  maxmin (max min)
2252  (simplify
2253   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2254   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2256 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2257 (for minmax (min min max max)
2258      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2259      out    (le  gt  ge  lt )
2260  (simplify
2261   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2262   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2263    (out @0 @1))))
2264 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2265    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2266 (for cmp (eq ne)
2267  (simplify
2268   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2269   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2270                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2271    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2272    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2273                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2274     (cmp @0 @2)))))
2275 (for cmp (eq ne)
2276  (simplify
2277   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2278   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2279                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2280    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2281    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2282                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2283     (cmp @0 @2)))))
2284 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2285 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2286      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2287      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2288  (simplify
2289   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2290   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2292 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2294 (for rotate (lrotate rrotate)
2295  (simplify
2296   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2297   @0))
2299 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2300 (simplify
2301  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2302  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2303       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2304   @0))
2306 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2307 (simplify
2308  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2309  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2310   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2312 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2313    types.  */
2314 (simplify
2315  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2316  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2317       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2318   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2320 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2321  (simplify
2322   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2323   (non_lvalue @0))
2324  (simplify
2325   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2326   @0)
2327  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2328     if vector2 is uniform.  */
2329  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2330   (simplify
2331    (shiftrotate @0 vec@1)
2332    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2333     (if (tem)
2334      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2336 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2337    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2338 #if GIMPLE
2339 (for shift (lshift rshift)
2340  (simplify
2341   (shift @0 SSA_NAME@1)
2342    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2343     (with {
2344       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2345       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2346      }
2347      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2348       @0)))))
2349 #endif
2351 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2352    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2353 (simplify
2354  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2355  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2356                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2357                                            element_precision (type)), @1); }))
2359 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2360 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2361  (simplify
2362   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2363   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2364    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2365         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2366         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2367         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2368     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2369                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2370      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2371         being well defined.  */
2372      (if (low >= prec)
2373       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2374        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2375        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2376         { build_zero_cst (type); }
2377         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2378       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2381 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2382    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2383 (for cmp (ne eq)
2384      icmp (eq ne)
2385  (simplify
2386   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2387   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2389 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2390    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2391    if CST2 != 0.  */
2392 (for cmp (ne eq)
2393  (simplify
2394   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2395   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2396    (if (cand < 0
2397         || (!integer_zerop (@2)
2398             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2399     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2400     (if (!integer_zerop (@2)
2401          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2402      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2404 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2405         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2406    if the new mask might be further optimized.  */
2407 (for shift (lshift rshift)
2408  (simplify
2409   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2410            INTEGER_CST@2)
2411    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2412         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2413         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2414         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2415         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2416     (with
2417      {
2418        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2419        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2420        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2421        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2422        unsigned int prec;
2424        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2425          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2426        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2427                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2428          {
2429            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2430            tree arg00 = @0;
2431            /* See if more bits can be proven as zero because of
2432               zero extension.  */
2433            if (@3 != @0
2434                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2435              {
2436                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2437                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2438                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2439                  {
2440                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2441                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2442                    if (shiftc < prec)
2443                      shift_type = inner_type;
2444                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2445                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2446                       is all ones.  */
2447                  }
2448              }
2449            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2450            if (shiftc < prec)
2451              {
2452                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2453                zerobits <<= prec - shiftc;
2454              }
2455            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2456               can contain actually sign bits, so no transformation is
2457               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2458               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2459            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2460                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2461              {
2462                if ((mask & zerobits) == 0)
2463                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2464                else
2465                  zerobits = 0;
2466              }
2467          }
2468      }
2469      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2470      (if ((mask & zerobits) == mask)
2471       { build_int_cst (type, 0); }
2472       (with { newmask = mask | zerobits; }
2473        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2474         (with
2475          {
2476            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2477               mode's mask.  */
2478            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2479                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2480              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2481                break;
2482          }
2483          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2484               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2485           (with
2486            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2487            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2488             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2489              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2490              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2492 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2493    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2494 (for shift (lshift rshift)
2495  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2496   (simplify
2497    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2498    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2499     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2500      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2502 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2503 (simplify
2504  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2505   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2506        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2507            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2508            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2509    (with
2510     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2511      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2513 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2514    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2515 (for rotate (lrotate rrotate)
2516  (simplify
2517   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2518    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2519          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2520          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2521         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2522             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2523     (with
2524      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2525       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2527 /* Simplifications of conversions.  */
2529 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2530 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2531  (simplify
2532   (cvt @0)
2533   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2534        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2535    @0)))
2537 /* Contract view-conversions.  */
2538 (simplify
2539   (view_convert (view_convert @0))
2540   (view_convert @0))
2542 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2543    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2544 (simplify
2545   (view_convert @0)
2546   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2547        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2548        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2549    (convert @0)))
2551 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2552    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2553 (simplify
2554   (view_convert (convert@0 @1))
2555   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2556        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2557        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2558        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2559            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2560                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2561    (view_convert @1)))
2563 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2564    barriers can be removed.  */
2565 (simplify
2566  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2567  @0)
2568 (simplify
2569  (paren (paren@1 @0))
2570  @1)
2572 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2573 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2574  (for icvt (convert float)
2575   (simplify
2576    (ocvt (icvt@1 @0))
2577    (with
2578     {
2579       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2580       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2581       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2582       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2583       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2584       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2585       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2586       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2587       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2588       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2589       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2590       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2591       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2592       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2593       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2594       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2595       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2596       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2597       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2598       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2599     }
2600    (switch
2601     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2602        handled below, if we are converting something to its own
2603        type via an object of identical or wider precision, neither
2604        conversion is needed.  */
2605     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2606           || (GENERIC
2607               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2608          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2609              || (inter_float && final_float))
2610          && inter_prec >= final_prec)
2611      (ocvt @0))
2613     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2614        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2615        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2616        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2617        then we sometimes need the middle conversion.  */
2618     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2619          && (final_int || final_float)
2620          && inter_prec >= inside_prec
2621          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2622      (ocvt @0))
2624     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2625        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2626        final conversion does not change precision we can drop the
2627        intermediate conversion.  */
2628     (if (inside_int && inter_int && final_int
2629          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2630               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2631              || final_prec == inter_prec))
2632      (ocvt @0))
2634     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2635         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2636         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2637         - the intermediate type is narrower than both initial and
2638           final, or
2639         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2640           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2641         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2642           intermediate and final types differ, or
2643         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2644           initial and intermediate types differ.  */
2645     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2646          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2647          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2648          && ! (inside_int && inter_int
2649                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2650                && inter_prec < final_prec)
2651          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2652              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2653          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2654          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2655      (ocvt @0))
2657     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2658        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2659     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2660          && final_int && inter_int && inside_int
2661          && final_prec == inside_prec
2662          && final_prec > inter_prec
2663          && inter_unsignedp)
2664      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2665                               (inside_type,
2666                                wi::mask (inter_prec, false,
2667                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2669     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2670        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2671        floating-point conversion.  */
2672     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2673          && inside_int && inter_float && final_int &&
2674          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2675          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2676      (convert @0)))))))
2678 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2679    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2680    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2681 (simplify
2682   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2683   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2684        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2685        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2686        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2687                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2688    (convert @0)))
2691 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2692 (simplify
2693   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2694   (convert @0))
2696 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
2697 (for op (plus minus)
2698  (simplify
2699   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
2700   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
2701        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
2702    (with
2703      {
2704        wi::overflow_type overflow;
2705        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2706                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
2707      }
2708      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
2709          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
2710       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
2711       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2712        (convert (op (convert:utype @0)
2713                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
2715 /* Canonicalization of binary operations.  */
2717 /* Convert X + -C into X - C.  */
2718 (simplify
2719  (plus @0 REAL_CST@1)
2720  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2721   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2722    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2723     (minus @0 { tem; })))))
2725 /* Convert x+x into x*2.  */
2726 (simplify
2727  (plus @0 @0)
2728  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2729   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2730   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2731    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2733 /* 0 - X  ->  -X.  */
2734 (simplify
2735  (minus integer_zerop @1)
2736  (negate @1))
2737 (simplify
2738  (pointer_diff integer_zerop @1)
2739  (negate (convert @1)))
2741 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2742    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2743    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2744 (simplify
2745  (minus real_zerop@0 @1)
2746  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2747   (negate @1)))
2749 /* Transform x * -1 into -x.  */
2750 (simplify
2751  (mult @0 integer_minus_onep)
2752  (negate @0))
2754 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2755    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2756 (simplify
2757  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
2758  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2759       && single_use (@3)
2760       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2761   (mult (mult @0 @2) @1)))
2763 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2764    number.  */
2765 (match compositional_complex
2766  (convert? (complex @0 @1)))
2768 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2769 (simplify
2770  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2771  @0)
2772 (simplify
2773  (realpart (complex @0 @1))
2774  @0)
2775 (simplify
2776  (imagpart (complex @0 @1))
2777  @1)
2779 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2780 (simplify
2781  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2782  (convert (realpart @0)))
2783 (simplify
2784  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2785  (convert (negate (imagpart @0))))
2786 (for part (realpart imagpart)
2787  (for op (plus minus)
2788   (simplify
2789    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2790    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2791 (simplify
2792  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2793  (convert (COS @0)))
2794 (simplify
2795  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2796  (convert (SIN @0)))
2798 /* conj(conj(x)) -> x  */
2799 (simplify
2800  (conj (convert? (conj @0)))
2801  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2802   (convert @0)))
2804 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2805 (simplify
2806  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2807  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2808   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2810 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2811 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2812  (simplify
2813   (bswap (bswap @0))
2814   @0)
2815  (simplify
2816   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2817   (bit_not @0))
2818  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2819   (simplify
2820    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2821    (bitop @0 (bswap @1)))))
2824 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2826 /* Simplify constant conditions.
2827    Only optimize constant conditions when the selected branch
2828    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2829    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2830    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2831    this one as we depend on doing this transform before possibly
2832    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2833    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2834    genmatch cannot handle.  */
2835 (simplify
2836  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2837  (if (integer_zerop (@0))
2838   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2839    @2)
2840   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2841    @1)))
2842 (simplify
2843  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2844  (if (integer_all_onesp (@0))
2845   @1
2846   (if (integer_zerop (@0))
2847    @2)))
2849 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2850    be extended.  */
2851 /* This pattern implements two kinds simplification:
2853    Case 1)
2854    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2855      1) Conversions are type widening from smaller type.
2856      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2857      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2858    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2859    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2860    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2861    referred var is always benefitial for complicated cases.
2863    Case 2)
2864    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2865 (for cmp (lt le gt ge eq)
2866  (simplify
2867   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2868   (with
2869    {
2870      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2871      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2872      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2874      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2875          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2876          && (types_match (c1_type, from_type)
2877              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2878                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2879                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2880          && (types_match (c2_type, from_type)
2881              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2882                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2883                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2884        {
2885          if (cmp != EQ_EXPR)
2886            {
2887              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2888                {
2889                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2890                  if (cmp == LE_EXPR)
2891                    code = LT_EXPR;
2892                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2893                  if (cmp == GT_EXPR)
2894                    code = GE_EXPR;
2895                }
2896              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2897                {
2898                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2899                  if (cmp == LT_EXPR)
2900                    code = LE_EXPR;
2901                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2902                  if (cmp == GE_EXPR)
2903                    code = GT_EXPR;
2904                }
2905              if (code != ERROR_MARK
2906                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2907                {
2908                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2909                    code = MIN_EXPR;
2910                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2911                    code = MAX_EXPR;
2912                }
2913            }
2914          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2915          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2916            code = EQ_EXPR;
2917        }
2918    }
2919    (if (code == MAX_EXPR)
2920     (convert (max @1 (convert @2)))
2921     (if (code == MIN_EXPR)
2922      (convert (min @1 (convert @2)))
2923      (if (code == EQ_EXPR)
2924       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2925                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2927 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2929      1) OP is PLUS or MINUS.
2930      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2931      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2933    This pattern also handles special cases like:
2935      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2936         integer zero.  In this case,
2937           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2938           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2939      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2940         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2941         code.
2943    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2944    simplified at the moment because C standard requires additional
2945    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2946    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2947 (for op (plus minus)
2948  (for cmp (lt le gt ge)
2949   (simplify
2950    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2951    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2952     (if (types_match (from_type, to_type)
2953          /* Check if it is special case A).  */
2954          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2955              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2956              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2957              && integer_zerop (@1)
2958              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2959      (with
2960       {
2961         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
2962         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2963         wide_int real_c1;
2964         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
2965         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
2966         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
2967         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2969         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2970             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2971             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2972         if (!types_match (from_type, to_type))
2973           {
2974             if (cmp_code == LT_EXPR)
2975               cmp_code = GT_EXPR;
2976             if (cmp_code == GE_EXPR)
2977               cmp_code = LE_EXPR;
2978             c1 = wi::max_value (to_type);
2979           }
2980         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2981            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2982            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2983            if it is undefined.  */
2984         if (op == PLUS_EXPR)
2985           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2986         else
2987           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2989         code = cmp_code;
2990         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2991           {
2992             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2993                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2994             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2995                 && !overflow)
2996               {
2997                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2998                 if (cmp_code == LE_EXPR)
2999                   code = LT_EXPR;
3000                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3001                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3002                   code = GE_EXPR;
3003               }
3004             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3005                 && !overflow)
3006               {
3007                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3008                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3009                   code = LE_EXPR;
3010                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3011                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3012                   code = GT_EXPR;
3013               }
3014             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3015               {
3016                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3017                   code = MIN_EXPR;
3018                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3019                   code = MAX_EXPR;
3020               }
3021           }
3022       }
3023       (if (code == MAX_EXPR)
3024        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3025            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3026        (if (code == MIN_EXPR)
3027         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3028             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3030 (for cnd (cond vec_cond)
3031  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3032  (simplify
3033   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3034   (cnd @0 @1 @3))
3035  (simplify
3036   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3037   (cnd @0 @1 @3))
3038  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3039  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3040     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3041     The following is still important to merge then and else arm cases
3042     from if-conversion.  */
3043  (simplify
3044   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3045   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3046    (cnd @0 @1 @3)))
3047  (simplify
3048   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3049   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3050    (cnd @0 @3 @4)))
3052  /* A ? B : B -> B.  */
3053  (simplify
3054   (cnd @0 @1 @1)
3055   @1)
3057  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3058  (simplify
3059   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3060   (cnd @0 @2 @1)))
3062 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3063    return all -1 or all 0 results.  */
3064 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3065    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3066 (simplify
3067  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3068  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3069       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3070                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3071       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3072           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3073   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3075 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3076 (simplify
3077  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3078  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3079       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3080                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3081       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3082           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3083   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3086 /* Simplifications of comparisons.  */
3088 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3089    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3090    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3091 (for cmp  (le gt)
3092      acmp (lt ge)
3093  (simplify
3094   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
3095   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
3096    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3097 (for cmp  (ge lt)
3098      acmp (gt le)
3099  (simplify
3100   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
3101   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
3102    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3105 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3106    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3107    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3108    that with expression code iteration.  */
3109 (for cmp (tcc_comparison)
3110      icmp (inverted_tcc_comparison)
3111      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3112  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3113     and handle some more cases by using
3114       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3115     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3116     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3117  (simplify
3118   (bit_not (cmp @0 @1))
3119   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3120        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3121    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3122       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3123       a computed operator in the replacement tree thus we have
3124       to play the trick below.  */
3125    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3126              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3127     (if (ic == icmp)
3128      (icmp @0 @1)
3129      (if (ic == ncmp)
3130       (ncmp @0 @1))))))
3131  (simplify
3132   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3133   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3134             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3135    (if (ic == icmp)
3136     (icmp @0 @1)
3137     (if (ic == ncmp)
3138      (ncmp @0 @1))))))
3140 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3141    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3142    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3143    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3144    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3145 (for cmp (eq ne)
3146  (for sub (minus pointer_diff)
3147   (simplify
3148    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3149    (if (single_use (@2))
3150     (cmp @0 @1)))))
3152 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3153    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3154    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3155    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3156 (for cmp (simple_comparison)
3157      scmp (swapped_simple_comparison)
3158  (simplify
3159   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3160   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3161   (if (integer_zerop (@1))
3162    (cmp @1 @2)
3163    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3164         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3165         && single_use (@3))
3166     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3167     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3168      (scmp @0 @2)
3169      (cmp @0 @2))))))
3171 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3172    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3173 (for cmp (eq ge le)
3174  (simplify
3175   (cmp @0 @0)
3176   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3177        || ! HONOR_NANS (@0))
3178    { constant_boolean_node (true, type); }
3179    (if (cmp != EQ_EXPR)
3180     (eq @0 @0)))))
3181 (for cmp (ne gt lt)
3182  (simplify
3183   (cmp @0 @0)
3184   (if (cmp != NE_EXPR
3185        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3186        || ! HONOR_NANS (@0))
3187    { constant_boolean_node (false, type); })))
3188 (for cmp (unle unge uneq)
3189  (simplify
3190   (cmp @0 @0)
3191   { constant_boolean_node (true, type); }))
3192 (for cmp (unlt ungt)
3193  (simplify
3194   (cmp @0 @0)
3195   (unordered @0 @0)))
3196 (simplify
3197  (ltgt @0 @0)
3198  (if (!flag_trapping_math)
3199   { constant_boolean_node (false, type); }))
3201 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3202 (for cmp (simple_comparison)
3203  (simplify
3204   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3205   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3206    (cmp @1 @0))))
3208 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3209 (for cmp (simple_comparison)
3210      scmp (swapped_simple_comparison)
3211  (simplify
3212   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3213   (if (single_use (@2)
3214        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3215    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3217 (for cmp (simple_comparison)
3218  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3219  (simplify
3220   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3221   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3222        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3223            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3224        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3225            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3226    (with
3227     {
3228       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3229       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3230         {
3231           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3232           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3233               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3234             type1 = float_type_node;
3235           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3236               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3237             type1 = double_type_node;
3238         }
3239       tree newtype
3240         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3241            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3242     }
3243     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3244      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3246  (simplify
3247   (cmp @0 REAL_CST@1)
3248   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3249   (switch
3250    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3251    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3252     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3253    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3254    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3255         && ! HONOR_SNANS (@1))
3256     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3257    /* Fold comparisons against infinity.  */
3258    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3259         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3260     (with
3261      {
3262        REAL_VALUE_TYPE max;
3263        enum tree_code code = cmp;
3264        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3265        if (neg)
3266          code = swap_tree_comparison (code);
3267      }
3268      (switch
3269       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3270       (if (code == GT_EXPR
3271            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3272        { constant_boolean_node (false, type); })
3273       (if (code == LE_EXPR)
3274        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3275        (if (! HONOR_NANS (@0))
3276         { constant_boolean_node (true, type); }
3277         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3278            an "invalid" exception.  */
3279         (if (!flag_trapping_math)
3280          (eq @0 @0))))
3281       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3282          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3283       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3284            || code == GE_EXPR)
3285        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3286         (if (neg)
3287          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3288          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3289       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3290       (if (code == LT_EXPR)
3291        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3292         (if (neg)
3293          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3294          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3295       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3296          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3297       (if (code == NE_EXPR)
3298        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3299         (if (! HONOR_NANS (@0))
3300          (if (neg)
3301           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3302           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3303          (if (neg)
3304           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3305           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3307  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3308     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3309     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3310     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3311  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3312   (for op (plus minus)
3313    (simplify
3314     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3315     (with
3316      {
3317        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3318                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3319      }
3320      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3321       (cmp @0 { tem; }))))))
3323  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3324     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3325     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3326     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3327  (if (flag_associative_math)
3328   (simplify
3329    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3330    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3331     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3332      (cmp { tem; } @1)))))
3334  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3335  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3336       && ! flag_errno_math)
3337   (for sq (SQRT)
3338    (simplify
3339     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3340     (switch
3341      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3342       (switch
3343        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3344        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3345         { constant_boolean_node (false, type); })
3346        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3347           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3348        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3349         { constant_boolean_node (true, type); })
3350        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3351        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3352      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3353       (switch
3354        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3355        (if (cmp == LT_EXPR)
3356         { constant_boolean_node (false, type); })
3357        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3358        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3359         { constant_boolean_node (true, type); })
3360        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3361        (if (cmp == LE_EXPR)
3362         (eq @0 @1))
3363        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3364           == or !=.  In the last case:
3366             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3368           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3369           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3370        (cmp @0 @1)))
3371      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3372       (with
3373        {
3374          REAL_VALUE_TYPE c2;
3375          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3376                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3377          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3378        }
3379        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3380         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3381         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3382          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3383          { constant_boolean_node (false, type); })
3384         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3385         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3386      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3387       (with
3388        {
3389          REAL_VALUE_TYPE c2;
3390          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3391                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3392          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3393        }
3394        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3395         (switch
3396          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3397             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3398          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3399           { constant_boolean_node (true, type); })
3400          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3401             don't care about NaNs.  */
3402          (if (! HONOR_NANS (@0))
3403           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3404          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3405             don't care about Infinities.  */
3406          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3407           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3408          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3409          (if (GENERIC)
3410           (truth_andif
3411            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3412            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3413         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3414         (if (! HONOR_NANS (@0))
3415          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3416          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3417          (if (GENERIC)
3418           (truth_andif
3419            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3420            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3421    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3422    (simplify
3423     (cmp (sq @0) (sq @1))
3424       (if (! HONOR_NANS (@0))
3425         (cmp @0 @1))))))
3427 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
3428 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3429      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
3430  (simplify
3431   (cmp (float@0 @1) (float @2))
3432    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3433         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3434     (with
3435      {
3436        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
3437        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3438        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
3439        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
3440        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
3441      }
3442      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
3443           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
3444       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
3445        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
3446        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
3447             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
3448         (icmp @1 (convert @2))
3449         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
3450              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
3451          (icmp (convert:type2 @1) @2)
3452          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
3453               && type1_signed_p == type2_signed_p)
3454           (icmp @1 @2))))))))))
3456 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3457 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3458      icmp (le le eq ne ge ge)
3459  (simplify
3460   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3461    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3462         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3463     (with
3464      {
3465        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3466        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3467        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3468        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3469           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3470           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3471           -fno-signaling-nans.  */
3472        bool exception_p
3473          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3474                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3475      }
3476      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3477         -fno-trapping-math.  */
3478      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
3479       (with
3480        {
3481          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3482          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3483          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3484          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3486          REAL_VALUE_TYPE icst;
3487          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3488            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3489          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3490            real_floor (&icst, fmt, cst);
3491          else
3492            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3494          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3496          bool overflow_p = false;
3497          wide_int icst_val
3498            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3499        }
3500        (switch
3501         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3502         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3503          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3504                                   type); })
3505         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3506          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3507                                   type); })
3508         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3509         (if (cst_int_p)
3510          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3511                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3512         )
3513         /* When CST is fractional, optimize
3514             (FTYPE) N == CST -> 0
3515             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3516         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3517          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3518         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3519         (with
3520          {
3521            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3522          }
3523          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3525 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3526 (for cmp (eq ne)
3527  (simplify
3528   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3529   (if (!integer_zerop (@1))
3530    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3531     (cmp @0 @2)
3532     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3533      (with
3534       {
3535         wi::overflow_type ovf;
3536         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3537                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3538       }
3539       (if (ovf)
3540        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3541        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3542 (for cmp (lt le gt ge)
3543  (simplify
3544   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3545   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3546    (with
3547     {
3548       wi::overflow_type ovf;
3549       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3550                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3551     }
3552     (if (ovf)
3553      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3554                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3555                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3556      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3558 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3559 (simplify
3560  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3561  (if (types_match (@0, @1))
3562   (unordered @0 @1)))
3563 (simplify
3564  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3565  (if (types_match (@0, @1))
3566   (ordered @0 @1)))
3567 (simplify
3568  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3569  @2)
3570 (simplify
3571  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3572  @2)
3574 /* Simple range test simplifications.  */
3575 /* A < B || A >= B -> true.  */
3576 (for test1 (lt le le le ne ge)
3577      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3578  (simplify
3579   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3580   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3581        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3582    { constant_boolean_node (true, type); })))
3583 /* A < B && A >= B -> false.  */
3584 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3585      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3586  (simplify
3587   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3588   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3589        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3590    { constant_boolean_node (false, type); })))
3592 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3593    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3595    Note that comparisons
3596      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3597      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3598    will be canonicalized to above so there's no need to
3599    consider them here.
3600  */
3602 (for cmp (le gt)
3603      eqcmp (eq ne)
3604  (simplify
3605   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3606   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3607    (with
3608     {
3609      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3610      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3611      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3612      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3613      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3614     }
3615     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3616          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3617       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3618              { build_zero_cst (ty); }))))))
3620 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3621 (for cmp (tcc_comparison)
3622      scmp (swapped_tcc_comparison)
3623  (simplify
3624   (cmp (negate @0) (negate @1))
3625   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3626        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3627            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3628    (scmp @0 @1)))
3629  (simplify
3630   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3631   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3632        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3633            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3634    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3635     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3636      (scmp @0 { tem; }))))))
3638 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3639 (for op (eq ne)
3640  (simplify
3641   (op (abs @0) zerop@1)
3642   (op @0 @1)))
3644 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3645    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3646 (for cmp (simple_comparison)
3647  (simplify
3648   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3649   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3650        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3651           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3652        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3653             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3654                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
3655                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
3656                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
3657        && single_use (@0))
3658    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3659         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3660             || @1 != @10)
3661         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3662             || cmp == NE_EXPR
3663             || cmp == EQ_EXPR)
3664         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3665     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3666        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3667        constant which fold_convert produces.  */
3668     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3669      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3670                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3671      (cmp @00 (convert @1)))
3673     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3674      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3675      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3676            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3677            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3678                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3679           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3680               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3681                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3682                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3683                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3684               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3685                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3686                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3687       (cmp @00 (convert @10))
3688       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3689            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3690            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3691        (with
3692         {
3693           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3694           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3695           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3696           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3697         }
3698         (if (above || below)
3699          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3700           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3701           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3702            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3703            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3704             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3706 (for cmp (eq ne)
3707  /* A local variable can never be pointed to by
3708     the default SSA name of an incoming parameter.
3709     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3710  (simplify
3711   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3712   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3713        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3714    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3715     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3716          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3717      (if (cmp == NE_EXPR)
3718       { constant_boolean_node (true, type); }
3719       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3721 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3722 (for cmp (eq ne)
3724  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3725     Similarly for NE_EXPR.  */
3726  (simplify
3727   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3728   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3729        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3730    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3732  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3733  (simplify
3734   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3735   (cmp @0 @1))
3737  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3738     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3739  (simplify
3740   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3741   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3743  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3744  (simplify
3745   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3746   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3747    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3749  (simplify
3750   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3751   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3752    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3754 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3755    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3756 (for cmp (eq ne)
3757      icmp (ne eq)
3758  (simplify
3759   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3760   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3762 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3763    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3764 (simplify
3765  (cond
3766   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3767   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
3768  (if (integer_pow2p (@2))
3769   (with {
3770      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3771                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3772    }
3773    (if (shift > 0)
3774     (bit_and
3775      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3776     (bit_and
3777      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
3778      @2)))))
3780 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3781    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3782 (for cmp (eq ne)
3783      ncmp (ge lt)
3784  (simplify
3785   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3786   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3787        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3788        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3789        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3790    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3791     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3793 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3794    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3795 (simplify
3796  (cond
3797   (lt @0 integer_zerop)
3798   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
3799  (if (integer_pow2p (@1)
3800       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3801   (with {
3802     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3803    }
3804    (if (shift >= 0)
3805     (bit_and
3806      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3807      @1)
3808     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3809        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3810     (bit_and (convert @0) @1)))))
3812 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3813    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3814    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3815    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3816 (for cmp (simple_comparison)
3817  (simplify
3818   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3819   (with
3820    {
3821      poly_int64 off0, off1;
3822      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3823      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3824      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3825        {
3826          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3827          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3828        }
3829      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3830        {
3831          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3832          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3833        }
3834    }
3835    (if (base0 && base1)
3836     (with
3837      {
3838        int equal = 2;
3839        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3840           the value expressions might point to fields/elements
3841           of other vars etc.  */
3842        if (GENERIC
3843            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3844                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3845          ;
3846        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3847                 && decl_in_symtab_p (base1))
3848          equal = symtab_node::get_create (base0)
3849                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3850        else if ((DECL_P (base0)
3851                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3852                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3853                 && (DECL_P (base1)
3854                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3855                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3856          equal = (base0 == base1);
3857      }
3858      (if (equal == 1
3859           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3860               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
3861               || known_eq (off0, off1)
3862               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3863                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
3864               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3865                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
3866       (switch
3867        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3868         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
3869        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3870         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
3871        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
3872         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
3873        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
3874         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
3875        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
3876         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
3877        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
3878         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
3879       (if (equal == 0
3880            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3881            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3882            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3883                || known_eq (off0, off1)))
3884        (switch
3885         (if (cmp == EQ_EXPR)
3886          { constant_boolean_node (false, type); })
3887         (if (cmp == NE_EXPR)
3888          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3890 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3891 (for neeq (ne eq)
3892  (simplify
3893   (neeq @0 @1)
3894   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3895        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3896    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
3898 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3899    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3900    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3901    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3902    canonicalizaion is not wanted.  */
3904 (for cmp (ne eq)
3905  (simplify
3906   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3907   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3908          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3909          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3910         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3911             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3912             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3913        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
3914    (cmp @0 (convert @1)))))
3916 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3917 (for cmp (lt gt le ge)
3918  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3919     the specified precision will have known values.  */
3920  (simplify
3921   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3922   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3923        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3924    (with
3925     {
3926       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3927       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3928       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3929       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3930       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3931     }
3932     (switch
3933      (if (wi::to_wide (@1) == max)
3934       (switch
3935        (if (cmp == GT_EXPR)
3936         { constant_boolean_node (false, type); })
3937        (if (cmp == GE_EXPR)
3938         (eq @2 @1))
3939        (if (cmp == LE_EXPR)
3940         { constant_boolean_node (true, type); })
3941        (if (cmp == LT_EXPR)
3942         (ne @2 @1))))
3943      (if (wi::to_wide (@1) == min)
3944       (switch
3945        (if (cmp == LT_EXPR)
3946         { constant_boolean_node (false, type); })
3947        (if (cmp == LE_EXPR)
3948         (eq @2 @1))
3949        (if (cmp == GE_EXPR)
3950         { constant_boolean_node (true, type); })
3951        (if (cmp == GT_EXPR)
3952         (ne @2 @1))))
3953      (if (wi::to_wide (@1) == max - 1)
3954       (switch
3955        (if (cmp == GT_EXPR)
3956         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))
3957        (if (cmp == LE_EXPR)
3958         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3959      (if (wi::to_wide (@1) == min + 1)
3960       (switch
3961        (if (cmp == GE_EXPR)
3962         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))
3963        (if (cmp == LT_EXPR)
3964         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3965      (if (wi::to_wide (@1) == signed_max
3966           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3967           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3968              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3969              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3970              max associated with this sign bit.  */
3971           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3972           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3973           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3974       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3975          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3976       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3977        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3978         (if (cmp == LE_EXPR)
3979          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3980          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3982 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3983  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3984  (simplify
3985   (cmp @0 REAL_CST@1)
3986   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3987        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3988    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3989                             ? false : true, type); })))
3991 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3992 (simplify
3993  (ne @0 integer_zerop)
3994  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3995       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3996   (non_lvalue @0)))
3997 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3998 (simplify
3999  (eq @0 integer_onep)
4000  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4001       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4002   (non_lvalue @0)))
4003 /* Do not handle
4004    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4005    bool_var != 1 becomes !bool_var
4006    here because that only is good in assignment context as long
4007    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4008    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4009    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4011 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4012    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4013    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4014    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
4015 (for cmp (lt le ge gt)
4016      out (gt gt le le)
4017  (simplify
4018   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
4019   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4020        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4021        && wi::to_wide (@1) != 0
4022        && single_use (@2))
4023    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
4024     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4025                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
4026                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4028 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4029    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4030    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4031 (for cmp (gt le)
4032  (simplify
4033   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4034   (if (single_use (@2)
4035        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4036        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4037        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4038    (cmp @1 @0))))
4040 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4041 /* A - B > A  */
4042 (for cmp (gt le)
4043      out (ne eq)
4044  (simplify
4045   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4046   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4047        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4048    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4049 /* A + B < A  */
4050 (for cmp (lt ge)
4051      out (ne eq)
4052  (simplify
4053   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4054   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4055        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4056    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4058 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
4059    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4060 (for cmp (lt ge)
4061      out (ne eq)
4062  (simplify
4063   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
4064   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4065    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4066     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4068 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
4069    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
4070    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
4071    section that follows this one.
4073    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
4074    the following:
4076    - the rule describes an identity
4078    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
4079      multiplication
4081    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
4082      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
4083      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
4084      when the operand has that value.)  */
4086 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4087  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
4088  (simplify
4089   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
4090   (if (!HONOR_SNANS (type))
4091    @0))
4093  (for op (plus minus)
4094   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
4095   (simplify
4096    (op (rdiv @0 @1)
4097        (rdiv @2 @1))
4098    (rdiv (op @0 @2) @1)))
4100  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
4101  (for root (SQRT CBRT)
4102   (simplify
4103    (mult (root:s @0) (root:s @1))
4104     (root (mult @0 @1))))
4106  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
4107  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4108   (simplify
4109    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
4110     (exps (plus @0 @1))))
4112  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
4113  (for root (SQRT CBRT)
4114   (simplify
4115    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
4116     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
4118  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
4119  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4120   (simplify
4121    (rdiv @0 (exps:s @1))
4122     (mult @0 (exps (negate @1)))))
4124  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4125       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4126   /* logN(expN(x)) -> x.  */
4127   (simplify
4128    (logs (exps @0))
4129    @0)
4130   /* expN(logN(x)) -> x.  */
4131   (simplify
4132    (exps (logs @0))
4133    @0))
4135  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
4136     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
4137     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
4138  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
4139       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
4140   (simplify
4141    (logs (exps @0))
4142    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4143     (with {
4144       tree x;
4145       switch (exps)
4146         {
4147         CASE_CFN_EXP:
4148           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
4149           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
4150           break;
4151         CASE_CFN_EXP2:
4152           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
4153           x = build_real (type, dconst2);
4154           break;
4155         CASE_CFN_EXP10:
4156         CASE_CFN_POW10:
4157           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
4158           {
4159             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
4160             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
4161             x = build_real (type, dconst10);
4162           }
4163           break;
4164         default:
4165           gcc_unreachable ();
4166         }
4167       }
4168      (mult (logs { x; }) @0)))))
4170  (for logs (LOG LOG
4171             LOG2 LOG2
4172             LOG10 LOG10)
4173       exps (SQRT CBRT)
4174   (simplify
4175    (logs (exps @0))
4176    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4177     (with {
4178       tree x;
4179       switch (exps)
4180         {
4181         CASE_CFN_SQRT:
4182           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
4183           x = build_real (type, dconsthalf);
4184           break;
4185         CASE_CFN_CBRT:
4186           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
4187           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
4188           break;
4189         default:
4190           gcc_unreachable ();
4191         }
4192       }
4193      (mult { x; } (logs @0))))))
4195  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4196  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4197       pows (POW)
4198   (simplify
4199    (logs (pows @0 @1))
4200    (mult @1 (logs @0))))
4202  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4203     or if C is a positive power of 2,
4204     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4205 #if GIMPLE
4206  (for pows (POW)
4207       exps (EXP)
4208       logs (LOG)
4209       exp2s (EXP2)
4210       log2s (LOG2)
4211   (simplify
4212    (pows REAL_CST@0 @1)
4213    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4214         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4215         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4216            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
4217            beneficial for all constants to postpone this until later,
4218            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
4219            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
4220            pessimization.  */
4221         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4222     (with {
4223        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
4224        bool use_exp2 = false;
4225        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
4226            && value->cl == rvc_normal)
4227          {
4228            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
4229            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
4230            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
4231              use_exp2 = true;
4232          }
4233      }
4234      (if (!use_exp2)
4235       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
4236        (exps (mult (logs @0) @1)))
4237       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
4238 #endif
4240  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
4241  (for pows (POW)
4242       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4243       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4244   (simplify
4245    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
4246    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4247         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4248     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
4250  (for sqrts (SQRT)
4251       cbrts (CBRT)
4252       pows (POW)
4253       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4254   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4255   (simplify
4256    (sqrts (exps @0))
4257    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4258   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4259   (simplify
4260    (cbrts (exps @0))
4261    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4262   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4263   (simplify
4264    (pows (exps @0) @1)
4265    (exps (mult @0 @1))))
4267  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4268  (for tans (TAN)
4269       atans (ATAN)
4270   (simplify
4271    (tans (atans @0))
4272    @0)))
4274  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
4275  (for sins (SIN)
4276       atans (ATAN)
4277       sqrts (SQRT)
4278       copysigns (COPYSIGN)
4279   (simplify
4280    (sins (atans:s @0))
4281    (with
4282      {
4283       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
4284       build_sinatan_real (&r_cst, type);
4285       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
4286       tree t_one = build_one_cst (type);
4287      }
4288     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4289      (cond (le (abs @0) { t_cst; })
4290       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
4291       (copysigns { t_one; } @0))))))
4293 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
4294  (for coss (COS)
4295       atans (ATAN)
4296       sqrts (SQRT)
4297       copysigns (COPYSIGN)
4298   (simplify
4299    (coss (atans:s @0))
4300    (with
4301      {
4302       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
4303       build_sinatan_real (&r_cst, type);
4304       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
4305       tree t_one = build_one_cst (type);
4306       tree t_zero = build_zero_cst (type);
4307      }
4308     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4309      (cond (le (abs @0) { t_cst; })
4310       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
4311       (copysigns { t_zero; } @0))))))
4313 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4314 (simplify
4315  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4316  (abs @0))
4318 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4319 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4320  (simplify
4321   (fns (fns @0))
4322   (fns @0)))
4323 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4324 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4325  (simplify
4326   (fns integer_valued_real_p@0)
4327   @0))
4329 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4330 (simplify
4331  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4332  (abs @0))
4334 /* pow(1,x) -> 1.  */
4335 (simplify
4336  (POW real_onep@0 @1)
4337  @0)
4339 (simplify
4340  /* copysign(x,x) -> x.  */
4341  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4342  @0)
4344 (simplify
4345  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4346  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4347  (abs @0))
4349 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4350  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4351  (simplify
4352   (scale real_zerop@0 @1)
4353   @0)
4354  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4355  (simplify
4356   (scale @0 integer_zerop@1)
4357   @0)
4358  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4359  (simplify
4360   (scale REAL_CST@0 @1)
4361   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4362    @0)))
4364 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4365    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4367    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4368    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4369    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4370    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4372 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4373  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4374  (simplify
4375   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4376    (SIN @0))
4378  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4379  (simplify
4380   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4381   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4382    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4384  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4385  (simplify
4386   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4387    (TAN @0))
4389  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4390  (simplify
4391   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4392    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4394  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4395  (simplify
4396   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4397   (if (! HONOR_NANS (@0)
4398        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4399    (COS @0)))
4401  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4402  (simplify
4403   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4404   (if (! HONOR_NANS (@0)
4405        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4406    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4408  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4409  (simplify
4410   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4411    (POW @0 (plus @1 @2)))
4413  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4414  (simplify
4415   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4416    (POW (mult @0 @2) @1))
4418  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4419  (simplify
4420   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4421    (POWI (mult @0 @2) @1))
4423  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4424  (simplify
4425   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4426   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4427    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4429  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4430  (simplify
4431   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4432    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4434  (for sqrts (SQRT)
4435       cbrts (CBRT)
4436       pows (POW)
4437   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4438   (simplify
4439    (sqrts (sqrts @0))
4440    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4441   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4442   (simplify
4443    (sqrts (cbrts @0))
4444    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4445   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4446   (simplify
4447    (cbrts (sqrts @0))
4448    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4449   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4450   (simplify
4451    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4452    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4453   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4454   (simplify
4455    (sqrts (pows @0 @1))
4456    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4457   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4458   (simplify
4459    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4460    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4461   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4462   (simplify
4463    (pows (sqrts @0) @1)
4464    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4465   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4466   (simplify
4467    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4468    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4469   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4470   (simplify
4471    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4472    (pows @0 (mult @1 @2))))
4474  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4475  (simplify
4476   (CABS (complex @0 @0))
4477   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4479  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4480  (simplify
4481   (HYPOT @0 @0)
4482   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4484  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4485  (for cexps (CEXP)
4486       exps (EXP)
4487       cexpis (CEXPI)
4488   (simplify
4489    (cexps compositional_complex@0)
4490    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4491     (complex
4492      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4493      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4495 (if (canonicalize_math_p ())
4496  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4497  (for floors (FLOOR_ALL)
4498       truncs (TRUNC_ALL)
4499   (simplify
4500    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4501    (truncs @0))))
4503 (match double_value_p
4504  @0
4505  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4506 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4507             BUILT_IN_FLOORL
4508             BUILT_IN_CEILL
4509             BUILT_IN_ROUNDL
4510             BUILT_IN_NEARBYINTL
4511             BUILT_IN_RINTL)
4512      tos (BUILT_IN_TRUNC
4513           BUILT_IN_FLOOR
4514           BUILT_IN_CEIL
4515           BUILT_IN_ROUND
4516           BUILT_IN_NEARBYINT
4517           BUILT_IN_RINT)
4518  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4519  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4520   (simplify
4521    (froms (convert double_value_p@0))
4522    (convert (tos @0)))))
4524 (match float_value_p
4525  @0
4526  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4527 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4528             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4529             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4530             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4531             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4532             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4533      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4534           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4535           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4536           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4537           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4538           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4539  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4540     if x is a float.  */
4541  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4542       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4543   (simplify
4544    (froms (convert float_value_p@0))
4545    (convert (tos @0)))))
4547 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4548      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4549  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4550  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4551   (simplify
4552    (froms (convert double_value_p@0))
4553    (tos @0))))
4555 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4556             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4557      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4558  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4559     if x is a float.  */
4560  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4561   (simplify
4562    (froms (convert float_value_p@0))
4563    (tos @0))))
4565 (if (canonicalize_math_p ())
4566  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4567  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4568   (simplify
4569    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4570    (fix_trunc @0))))
4572 (if (canonicalize_math_p ())
4573  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4574  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4575            ICEIL LCEIL LLCEIL
4576            IROUND LROUND LLROUND)
4577   (simplify
4578    (fns integer_valued_real_p@0)
4579    (fix_trunc @0)))
4580  (if (!flag_errno_math)
4581   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4582   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4583    (simplify
4584     (rints integer_valued_real_p@0)
4585     (fix_trunc @0)))))
4587 (if (canonicalize_math_p ())
4588  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4589       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4590       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4591   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4592      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4593   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4594        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4595    (simplify
4596     (ifn @0)
4597     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4598   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4599      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4600   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4601        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4602    (simplify
4603     (llfn @0)
4604     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4606 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4607 (simplify
4608  (CPROJ @0)
4609  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4610    @0))
4612 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4613    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4614 (simplify
4615  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4616  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4617   { build_complex_inf (type, false); }))
4619 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4620 (simplify
4621  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4622  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4623   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4625 (for pows (POW)
4626      sqrts (SQRT)
4627      cbrts (CBRT)
4628  (simplify
4629   (pows @0 REAL_CST@1)
4630   (with {
4631     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4632     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4633    }
4634    (switch
4635     /* pow(x,0) -> 1.  */
4636     (if (real_equal (value, &dconst0))
4637      { build_real (type, dconst1); })
4638     /* pow(x,1) -> x.  */
4639     (if (real_equal (value, &dconst1))
4640      @0)
4641     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4642     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4643      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4644     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4645     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4646          && canonicalize_math_p ()
4647          && real_equal (value, &dconsthalf))
4648      (sqrts @0))
4649     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4650     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4651          && canonicalize_math_p ()
4652          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4653              real_equal (value, &tmp)))
4654      (cbrts @0))))))
4656 /* powi(1,x) -> 1.  */
4657 (simplify
4658  (POWI real_onep@0 @1)
4659  @0)
4661 (simplify
4662  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4663  (switch
4664   /* powi(x,0) -> 1.  */
4665   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4666    { build_real (type, dconst1); })
4667   /* powi(x,1) -> x.  */
4668   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4669    @0)
4670   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4671   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4672    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4674 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
4676    These are conceptually similar to the transformations performed for
4677    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4678    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4680 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4681    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4682    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4683    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4684    operation and convert the result to the desired type.  */
4685 (for op (plus minus)
4686   (simplify
4687     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4688     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4689          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4690             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4691          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4692          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4693          /* The precision of the type of each operand must match the
4694             precision of the mode of each operand, similarly for the
4695             result.  */
4696          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4697          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4698          && type_has_mode_precision_p (type)
4699          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4700          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4701          && types_match (@0, type)
4702          && (types_match (@0, @1)
4703              /* Or the second operand is const integer or converted const
4704                 integer from valueize.  */
4705              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4706       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4707         (op @0 (convert @1))
4708         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4709          (convert (op (convert:utype @0)
4710                       (convert:utype @1))))))))
4712 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4713    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4714    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4715    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4716    arithmetic operation.  */
4717 (for op (minus plus)
4718  (simplify
4719   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4720   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4721        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4722           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4723        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4724        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4725        /* The precision of the type of each operand must match the
4726           precision of the mode of each operand, similarly for the
4727           result.  */
4728        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4729        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4730        && type_has_mode_precision_p (type)
4731        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4732        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4733        && types_match (@0, @1)
4734        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4735            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4736        && (wi::to_wide (@4)
4737            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4738                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
4739    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4740     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4741      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4742     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4743      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4744                (convert:utype @4))))))))
4746 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
4747    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4748 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
4749      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
4750      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
4751  (simplify
4752   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4753   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4754        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4755    (op @0 (ext @1 @2)))))
4757 (simplify
4758  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4759  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4760  { integer_zero_node; })
4762 (simplify
4763  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4764  (SIGNBIT @0)
4765  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4766   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4768 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4769 (for cmp (eq ne)
4770  (for op (plus minus)
4771       rop (minus plus)
4772   (simplify
4773    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4774    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4775         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4776         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4777         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4778     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4779      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4780           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4781       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4782       (if (single_use (@3))
4783        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
4784                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
4785 (for cmp (lt le gt ge)
4786  (for op (plus minus)
4787       rop (minus plus)
4788   (simplify
4789    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4790    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4791         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4792     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4793      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4794       {
4795         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4796                                 "when simplifying conditional to constant"),
4797                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4798         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4799         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4800         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
4801                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4802                         != (op == MINUS_EXPR);
4803         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4804       }
4805       (if (single_use (@3))
4806        (with
4807         {
4808           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4809                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4810                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4811                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4812         }
4813         (cmp @0 { res; })))))))))
4815 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4817 (simplify
4818  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
4819  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
4821 (simplify
4822  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
4823  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
4825 (simplify
4826  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
4827  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
4828   (view_convert @0)))
4830 (simplify
4831  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4832  (switch
4833   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4834        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4835    (switch
4836     (if (integer_zerop (@2))
4837      (view_convert (realpart @0)))
4838     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4839      (view_convert (imagpart @0)))))
4840   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4841        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4842        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4843        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4844        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4845        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4846             && integer_zerop (@2))
4847            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4848               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4849            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4850                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4851                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4852                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4853                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4854                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4855                                             - TYPE_PRECISION (type))
4856                                          : 0)) == 0)))
4857    (convert @0))))
4859 /* Simplify vector extracts.  */
4861 (simplify
4862  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4863  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4864       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4865           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4866               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4867   (with
4868    {
4869      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4870                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4871      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4872      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4873      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4874      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4875    }
4876    (if (n != 0
4877         && (idx % width) == 0
4878         && (n % width) == 0
4879         && known_le ((idx + n) / width,
4880                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
4881     (with
4882      {
4883        idx = idx / width;
4884        n = n / width;
4885        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4886        poly_uint64 k = 1;
4887        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4888          {
4889            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4890            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4891              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4892          }
4893        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
4894      }
4895      (switch
4896       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4897       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
4898        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4899         { build_constructor (type, NULL); }
4900         (if (count == 1)
4901          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4902           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
4903           { build_zero_cst (type); })
4904          {
4905            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4906            vec_alloc (vals, count);
4907            for (unsigned i = 0;
4908                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4909              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4910                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
4911            build_constructor (type, vals);
4912          })))
4913       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4914       (if (k.is_constant (&const_k)
4915            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
4916        (switch
4917         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
4918          { build_zero_cst (type); })
4919         (if (n == const_k)
4920          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
4921         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
4922                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
4924 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4925    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4926    not touching the extraction.  */
4927 (simplify
4928  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4929  (with
4930   {
4931     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4932     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4933       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4934     else
4935       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4936   }
4937   (switch
4938    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
4939         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
4940                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4941     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4942                                                  wi::to_wide (@rpos)
4943                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
4944    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
4945                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
4946         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
4947                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4948     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
4950 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4951  (for fmas (FMA)
4952   (simplify
4953    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
4954    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4955   (simplify
4956    (fmas @0 @1 (negate @2))
4957    (IFN_FMS @0 @1 @2))
4958   (simplify
4959    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
4960    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4961   (simplify
4962    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
4963    (if (single_use (@3))
4964     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
4966  (simplify
4967   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
4968   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4969  (simplify
4970   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
4971   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4972  (simplify
4973   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
4974   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4975  (simplify
4976   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
4977    (if (single_use (@3))
4978     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
4980  (simplify
4981   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
4982   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4983  (simplify
4984   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
4985   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4986  (simplify
4987   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
4988   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4989  (simplify
4990   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
4991   (if (single_use (@3))
4992    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
4994  (simplify
4995   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
4996   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4997  (simplify
4998   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
4999   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5000  (simplify
5001   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
5002   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5003  (simplify
5004   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
5005   (if (single_use (@3))
5006    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
5008 /* POPCOUNT simplifications.  */
5009 (for popcount (BUILT_IN_POPCOUNT BUILT_IN_POPCOUNTL BUILT_IN_POPCOUNTLL
5010                BUILT_IN_POPCOUNTIMAX)
5011   /* popcount(X&1) is nop_expr(X&1).  */
5012   (simplify
5013     (popcount @0)
5014     (if (tree_nonzero_bits (@0) == 1)
5015       (convert @0)))
5016   /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
5017   (simplify
5018     (plus (popcount:s @0) (popcount:s @1))
5019     (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
5020       (popcount (bit_ior @0 @1))))
5021   /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
5022   (for cmp (le eq ne gt)
5023        rep (eq eq ne ne)
5024     (simplify
5025       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
5026       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5028 /* Simplify:
5030      a = a1 op a2
5031      r = c ? a : b;
5033    to:
5035      r = c ? a1 op a2 : b;
5037    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
5038    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
5039    simplification if the result of the operation isn't needed.  */
5040 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
5041      cond_op (COND_BINARY)
5042  (simplify
5043   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
5044   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5045    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5046     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
5047  (simplify
5048   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
5049   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5050    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5051     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
5053 /* Same for ternary operations.  */
5054 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
5055      cond_op (COND_TERNARY)
5056  (simplify
5057   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
5058   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5059    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5060     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
5061  (simplify
5062   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
5063   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5064    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5065     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
5066                   (view_convert:op_type @1)))))))
5068 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
5069    "else" value of an IFN_COND_*.  */
5070 (for cond_op (COND_BINARY)
5071  (simplify
5072   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
5073   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
5074    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5075     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
5076  (simplify
5077   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
5078   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5079    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
5080         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5081     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
5083 /* Same for ternary operations.  */
5084 (for cond_op (COND_TERNARY)
5085  (simplify
5086   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
5087   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5088    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5089     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
5090  (simplify
5091   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
5092   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
5093    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
5094         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5095     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
5097 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
5098    expressions like:
5100    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
5101    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
5103    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
5104    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
5105    bytes.  A is more efficiently tested as:
5107    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
5109    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
5111    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
5113    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
5115    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
5116    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
5118    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
5119    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
5120    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
5121    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
5122    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
5123    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
5124    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
5125    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
5126    pointer_pluses dead.  */
5127 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
5128  (for cmp (le lt)
5129   (simplify
5130    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
5131         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
5132    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5133         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
5134         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
5135     /* Calculate the rhs constant.  */
5136     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
5137             offset_int rhs = off * 2; }
5138      /* Always fails for negative values.  */
5139      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
5140       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
5141          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
5142          same pointer_plus in multiple checks.  */
5143       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
5144               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
5145        (if (cmp == LT_EXPR)
5146         (gt (convert:sizetype
5147              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
5148                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
5149             { rhs_tree; })
5150         (gt (convert:sizetype
5151              (pointer_diff:ssizetype
5152               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
5153                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
5154               { swap_p ? @0 : @2; }))
5155             { rhs_tree; })))))))))