Don't warn when alignment of global common data exceeds maximum alignment.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob0fcfd0ea62c043dc217d0d560ce5b7e569b70e7d
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) 2014-2021 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p)
42 /* Operator lists.  */
43 (define_operator_list tcc_comparison
44   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
45 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
46   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
48   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
50   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
51 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
52 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
54 #include "cfn-operators.pd"
56 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
57    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
58    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
60    Also define operand lists:
62      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
63      X<FN> for all double functions, in the same order
64      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
65 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
66   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
67                                  BUILT_IN_L##FN##F \
68                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
69   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
70                               BUILT_IN_L##FN \
71                               BUILT_IN_LL##FN) \
72   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
73                                  BUILT_IN_L##FN##L \
74                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
77 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
81 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
82 (define_operator_list UNCOND_BINARY
83   plus minus
84   mult trunc_div trunc_mod rdiv
85   min max
86   bit_and bit_ior bit_xor
87   lshift rshift)
88 (define_operator_list COND_BINARY
89   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
90   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
91   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
92   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
93   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
95 /* Same for ternary operations.  */
96 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
97   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
98 (define_operator_list COND_TERNARY
99   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
101 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
102    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
103 (match (nop_convert @0)
104  (convert @0)
105  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
106 (match (nop_convert @0)
107  (view_convert @0)
108  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
109       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
110                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
111       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
113 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
114    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
115    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
116 (simplify (abs (convert @0))
117  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
118       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
119       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
120   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
121    (convert (absu:utype @0)))))
123 #if GIMPLE
124 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
125 (simplify
126  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
127  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
128       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
129       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
130   (abs @0)))
131 #endif
133 /* Simplifications of operations with one constant operand and
134    simplifications to constants or single values.  */
136 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
137   (simplify
138     (op @0 integer_zerop)
139     (non_lvalue @0)))
141 /* 0 +p index -> (type)index */
142 (simplify
143  (pointer_plus integer_zerop @1)
144  (non_lvalue (convert @1)))
146 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
147 (simplify
148  (pointer_diff @0 integer_zerop)
149  (convert @0))
151 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
152    Likewise if the operands are reversed.  */
153 (simplify
154  (plus:c @0 real_zerop@1)
155  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 0))
156   (non_lvalue @0)))
158 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
159 (simplify
160  (minus @0 real_zerop@1)
161  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 1))
162   (non_lvalue @0)))
164 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
165    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
166    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
167    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
168    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
169    would not raise it.   */
170 (for inner_op (plus minus)
171  (for outer_op (plus minus)
172   (simplify
173    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
174     (if (real_zerop (@1)
175          && real_zerop (@2)
176          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
177      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
178                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
179              bool outer_plus
180                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
181                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
182       (if (outer_plus && !inner_plus)
183        (outer_op @0 @2)
184        @3))))))
186 /* Simplify x - x.
187    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
188    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
189    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
190    is volatile.  */
191 (simplify
192  (minus @0 @0)
193  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !tree_expr_maybe_nan_p (@0))
194   { build_zero_cst (type); }))
195 (simplify
196  (pointer_diff @@0 @0)
197  { build_zero_cst (type); })
199 (simplify
200  (mult @0 integer_zerop@1)
201  @1)
203 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
204    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
205    same in modes with signed zeros, since multiplying a
206    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
207 (simplify
208  (mult @0 real_zerop@1)
209  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
210       && !tree_expr_maybe_real_minus_zero_p (@0)
211       && !tree_expr_maybe_real_minus_zero_p (@1))
212   @1))
214 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
215    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
216 (simplify
217  (mult @0 real_onep)
218  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
219       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
220           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
221   (non_lvalue @0)))
223 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
224 (simplify
225  (mult @0 real_minus_onep)
226   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
227        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
228            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
229    (negate @0)))
231 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
232 (simplify
233  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
234   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
235        && get_nonzero_bits (@1) == 1
236        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
237    (bit_and @1 @2)))
239 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
240    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
241 (simplify
242  (mult @0 VECTOR_CST@1)
243  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
244       && !HONOR_SNANS (type)
245       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
246   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
247    (if (itype
248         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
249             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
250                 && optab_handler (and_optab,
251                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
252     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
253                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
255 (for cmp (gt ge lt le)
256      outp (convert convert negate negate)
257      outn (negate negate convert convert)
258  /* Transform X * (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
259  /* Transform X * (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
260  /* Transform X * (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
261  /* Transform X * (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
262  (simplify
263   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep))
264   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
265    (outp (abs @0))))
266  /* Transform X * (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
267  /* Transform X * (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
268  /* Transform X * (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
269  /* Transform X * (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
270  (simplify
271   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1))
272   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
273    (outn (abs @0)))))
275 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
276 (simplify
277  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
278  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
279   (abs @0)))
281 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
282 (simplify
283  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
284  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
285   (negate (abs @0))))
287 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
288 (simplify
289  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
290  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
291   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
293 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
294 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
295   (simplify
296     (op @0 integer_onep)
297     (non_lvalue @0)))
299 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
300    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
301    toward zero.
302    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
303    Also also widening conversions, like:
304    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
305    or
306    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
307    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
308    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
309    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
310    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
311 (simplify
312  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
313  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
314       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
315           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
316           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
317       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
318           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
319               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
320                   || (element_precision (type)
321                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
322                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
323                       && (tree_nonzero_bits (@0)
324                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
325                                       true,
326                                       element_precision (type))) == 0)))))
327    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
328         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
329         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
330     (convert (rshift @3 @2))
331     (rshift @0 @2))))
333 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
334    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
335    traps enables better optimizations than these anyway.  */
336 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
337  /* 0 / X is always zero.  */
338  (simplify
339   (div integer_zerop@0 @1)
340   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
341   (if (!integer_zerop (@1))
342    @0))
343  /* X / -1 is -X.  */
344  (simplify
345   (div @0 integer_minus_onep@1)
346   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
347    (negate @0)))
348  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
349  (simplify
350   (div @0 SSA_NAME@1)
351   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && ssa_name_has_boolean_range (@1))
352    @0))
353  /* X / X is one.  */
354  (simplify
355   (div @0 @0)
356   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
357      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
358   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
359    { build_one_cst (type); }))
360  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
361  (simplify
362    (div:C @0 (abs @0))
363    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
364         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
365     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
366           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
367  /* X / -X is -1.  */
368  (simplify
369    (div:C @0 (negate @0))
370    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
371         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
372     { build_minus_one_cst (type); })))
374 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
375    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
376 (simplify
377  (floor_div @0 @1)
378  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
379       && TYPE_UNSIGNED (type))
380   (trunc_div @0 @1)))
382 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
383    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
384 (for div (trunc_div exact_div)
385  (simplify
386   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
387   (with {
388     wi::overflow_type overflow;
389     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
390                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
391    }
392    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
393         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
394     (if (!overflow)
395      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
396      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
397           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
398       { build_zero_cst (type); }))))))
400 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
401    overflow is different.  */
402 (simplify
403  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
404  (with {
405    wi::overflow_type overflow;
406    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
407                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
408   }
409   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
410      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
411   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
412    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
414 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
415    NaNs or Infinities.  */
416 (simplify
417  (rdiv @0 @0)
418  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
419       && ! HONOR_NANS (type)
420       && ! HONOR_INFINITIES (type))
421   { build_one_cst (type); }))
423 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
424    NaNs or Infinities.  */
425 (simplify
426  (rdiv:C @0 (negate @0))
427  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
428       && ! HONOR_NANS (type)
429       && ! HONOR_INFINITIES (type))
430   { build_minus_one_cst (type); }))
432 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
433 (simplify
434  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
435   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
436        && ! HONOR_NANS (type)
437        && ! HONOR_INFINITIES (type))
438    (switch
439     (if (types_match (type, float_type_node))
440      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
441     (if (types_match (type, double_type_node))
442      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
443     (if (types_match (type, long_double_type_node))
444      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
446 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
447 (simplify
448  (rdiv @0 real_onep)
449  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
450   (non_lvalue @0)))
452 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
453 (simplify
454  (rdiv @0 real_minus_onep)
455  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
456   (negate @0)))
458 (if (flag_reciprocal_math)
459  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
460  (simplify
461   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
462   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
464  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
465  (simplify
466   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
467   (with
468    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
469    (if (tem)
470     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
472  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
473  (simplify
474   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
475    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
477 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
478 (simplify
479  (rdiv @0 (negate @1))
480  (rdiv (negate @0) @1))
482 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
483  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
484     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
485  (for op (lt le gt ge)
486       neg_op (gt ge lt le)
487   (simplify
488    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
489    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
490     (switch
491      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
492       (op @1 @2))
493      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
494      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
495       (neg_op @1 @2)))))))
497 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
498 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
499  (simplify
500   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
501   (if (integer_pow2p (@2)
502        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
503        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
504        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
505    (rshift (convert @0)
506            { build_int_cst (integer_type_node,
507                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
509 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
510    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
511    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
512    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
513    tell if it is or not in a portable manner.  */
514 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
515  (simplify
516   (rdiv @0 cst@1)
517   (if (optimize)
518    (if (flag_reciprocal_math
519         && !real_zerop (@1))
520     (with
521      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
522      (if (tem)
523       (mult @0 { tem; } )))
524     (if (cst != COMPLEX_CST)
525      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
526       (if (inverse)
527        (mult @0 { inverse; } ))))))))
529 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
530  /* 0 % X is always zero.  */
531  (simplify
532   (mod integer_zerop@0 @1)
533   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
534   (if (!integer_zerop (@1))
535    @0))
536  /* X % 1 is always zero.  */
537  (simplify
538   (mod @0 integer_onep)
539   { build_zero_cst (type); })
540  /* X % -1 is zero.  */
541  (simplify
542   (mod @0 integer_minus_onep@1)
543   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
544    { build_zero_cst (type); }))
545  /* X % X is zero.  */
546  (simplify
547   (mod @0 @0)
548   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
549   (if (!integer_zerop (@0))
550    { build_zero_cst (type); }))
551  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
552  (simplify
553   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
554   @2)
555  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
556  (simplify
557   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
558   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
559        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
560        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
561                              TYPE_SIGN (type)))
562    { build_zero_cst (type); }))
563  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
564     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
565  (for cmp (eq ne)
566   (simplify
567    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
568    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
569     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
570      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
572 /* X % -C is the same as X % C.  */
573 (simplify
574  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
575   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
576        && !TREE_OVERFLOW (@1)
577        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
578        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
579        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
580        && !sign_bit_p (@1, @1))
581    (trunc_mod @0 (negate @1))))
583 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
584 (simplify
585  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
586  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
587       && !TYPE_UNSIGNED (type)
588       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
589       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
590       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
591          Y might be -1, because we would then change valid
592          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
593       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
594           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
595                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
596   (trunc_mod @0 (convert @1))))
598 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
599 (simplify
600  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
601  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
602   (convert (trunc_mod @0 @1))))
604 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
605    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
606    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
607    to A & ((C << N) - 1).
608    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
609    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
610    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
611    be UB.  */
612 (match (power_of_two_cand @1)
613  INTEGER_CST@1)
614 (match (power_of_two_cand @1)
615  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
616 (for mod (trunc_mod floor_mod)
617  (for shift (lshift rshift)
618   (simplify
619    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
620    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
621     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
622                                                       1); }))))))
623  (simplify
624   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
625   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
626        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
627           conversion from narrower signed to wider unsigned type
628           where if @1 would be negative power of two, the divisor
629           would not be a power of two.  */
630        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
631        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
632        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
633            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
634            || !TYPE_UNSIGNED (type))
635        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
636    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
637            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
638              utype = unsigned_type_for (utype); }
639     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
640                                 { build_one_cst (utype); })))))))
642 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
643 (simplify
644  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
645  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
646   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
647                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
648                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
649                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
651 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
652 (simplify
653  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
654  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
655   (bit_and @0 (negate @1))))
657 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
658 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
659  (simplify
660   (div (mult:c @0 @1) @1)
661   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
662    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
663     @0
664 #if GIMPLE
665     (with
666      {
667        bool overflowed = true;
668        value_range vr0, vr1;
669        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
670            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
671            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
672            && vr0.kind () == VR_RANGE
673            && vr1.kind () == VR_RANGE)
674          {
675            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
676            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
677            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
678            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
679            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
680               it can be optimized too.  */
681            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
682            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
683            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
684            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
685              {
686                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
687                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
688                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
689                  overflowed = false;
690              }
691          }
692      }
693     (if (!overflowed)
694      @0))
695 #endif
696    ))))
698 (for op (negate abs)
699  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
700  (for coss (COS COSH)
701   (simplify
702    (coss (op @0))
703     (coss @0)))
704  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
705  (for pows (POW)
706   (simplify
707    (pows (op @0) REAL_CST@1)
708    (with { HOST_WIDE_INT n; }
709     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
710      (pows @0 @1)))))
711  /* Likewise for powi.  */
712  (for pows (POWI)
713   (simplify
714    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
715    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
716     (pows @0 @1))))
717  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
718  (for hypots (HYPOT)
719   (simplify
720    (hypots (op @0) @1)
721    (hypots @0 @1))
722   (simplify
723    (hypots @0 (op @1))
724    (hypots @0 @1)))
725  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
726  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
727   (simplify
728    (copysigns (op @0) @1)
729    (copysigns @0 @1))))
731 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
732 (simplify
733  (mult (abs@1 @0) @1)
734  (mult @0 @0))
736 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
737 (simplify
738  (mult (absu@1 @0) @1)
739  (mult (convert@2 @0) @2))
741 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
742 (for coss (COS COSH)
743      copysigns (COPYSIGN)
744  (simplify
745   (coss (copysigns @0 @1))
746    (coss @0)))
748 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
749 (for pows (POW)
750      copysigns (COPYSIGN)
751  (simplify
752   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
753   (with { HOST_WIDE_INT n; }
754    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
755     (pows @0 @1)))))
756 /* Likewise for powi.  */
757 (for pows (POWI)
758      copysigns (COPYSIGN)
759  (simplify
760   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
761   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
762    (pows @0 @1))))
764 (for hypots (HYPOT)
765      copysigns (COPYSIGN)
766  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
767  (simplify
768   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
769   (hypots @0 @2))
770  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
771  (simplify
772   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
773   (hypots @0 @1)))
775 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
776 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
777  (simplify
778   (copysigns @0 REAL_CST@1)
779   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
780    (negate (abs @0))
781    (abs @0))))
783 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
784 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
785  (simplify
786   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
787   (copysigns @0 @2)))
789 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
790 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
791  (simplify
792   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
793   (mult @0 @0)))
795 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
796 (for ccoss (CCOS CCOSH)
797  (simplify
798   (ccoss (negate @0))
799    (ccoss @0)))
801 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
802 (for ops (conj negate)
803  (for cabss (CABS)
804   (simplify
805    (cabss (ops @0))
806    (cabss @0))))
808 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
809 (simplify
810  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
811   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
812        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
813    (lshift @0 @2)))
815 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
816    into ((1 << C) >> x). */
817 (simplify
818  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
819   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
820        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
821        && single_use (@1))
822    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
823      (rshift (lshift @0 @2) @3)
824    (with
825     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
826     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
828 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
829 (simplify
830  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
831   (if (flag_associative_math
832        && single_use (@3))
833    (with
834     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
835     (if (tem)
836      (rdiv { tem; } @1)))))
838 /* Simplify ~X & X as zero.  */
839 (simplify
840  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
841   { build_zero_cst (type); })
843 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
844 (simplify
845   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
846   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
847     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
849 (for bitop (bit_and bit_ior)
850      cmp (eq ne)
851  /* PR35691: Transform
852     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
853     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
854  (simplify
855   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
856    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
857         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
858         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
859     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
860  /* Transform:
861     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
862     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
863  (simplify
864   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
865    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
866         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
867         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
868     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
870 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
871 (simplify
872  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
873   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
874 (simplify
875  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
876  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
877   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
879 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
880 (simplify
881  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
882   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
884 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
885 (for op (bit_ior bit_xor plus)
886  (simplify
887   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
888    (bit_xor @0 @1))
889  (simplify
890   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
891   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
892    (bit_xor @0 @1))))
894 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
895 (simplify
896   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
897   (bit_ior @0 @1))
899 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
900 (simplify
901  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
902  @2)
904 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
905 (simplify
906  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
907  (bit_not (bit_and @0 @1)))
909 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
910 (simplify
911  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
912  (bit_ior @0 @1))
914 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
915 (simplify
916  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
917  (bit_and @0 @1))
919 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
920 (simplify
921  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
922  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
924 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
925 (for op (bit_and bit_xor)
926  (simplify
927   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
928   @2))
930 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
931 (simplify
932  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
933  @2)
935 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
936 (simplify
937  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
938  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
940 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
941 (simplify
942  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
943  (bit_and @0 (bit_not @1)))
945 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
946 (simplify
947  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
948  (bit_and @3 (bit_not @2)))
950 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
951 (simplify
952  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
953  (bit_ior @3 @2))
955 #if GIMPLE
956 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
957 (simplify
958  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
959   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
961 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
962 (simplify
963  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
964   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
966 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
967 (simplify
968  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
969  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
970       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
971   (bit_xor @0 @1)))
972 #endif
974 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
975    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
976    Similarly if (N & M) == 0,
977    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
978    and for - instead of + (or unary - instead of +)
979    and/or ^ instead of |.
980    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
981 (for op (plus minus)
982  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
983   (simplify
984    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
985     (with
986      { tree pmop[2];
987        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
988                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
989                                        NULL_TREE, pmop); }
990      (if (utype)
991       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
992                             (convert:utype { pmop[1]; }))
993                         (convert:utype @2))))))
994   (simplify
995    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
996     (with
997      { tree pmop[2];
998        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
999                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1000                                        @4, pmop); }
1001      (if (utype)
1002       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1003                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1004                         (convert:utype @2)))))))
1005  (simplify
1006   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1007    (with
1008     { tree pmop[2];
1009       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1010                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1011                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1012     (if (utype)
1013      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1014                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1015                        (convert:utype @2)))))))
1016 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1017  (simplify
1018   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1019    (with
1020     { tree pmop[2];
1021       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1022                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1023                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1024     (if (utype)
1025      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1026                        (convert:utype @1)))))))
1028 /* X % Y is smaller than Y.  */
1029 (for cmp (lt ge)
1030  (simplify
1031   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1032   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1033    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1034 (for cmp (gt le)
1035  (simplify
1036   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1037   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1038    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1040 /* x | ~0 -> ~0  */
1041 (simplify
1042  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1043  @1)
1045 /* x | 0 -> x  */
1046 (simplify
1047  (bit_ior @0 integer_zerop)
1048  @0)
1050 /* x & 0 -> 0  */
1051 (simplify
1052  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1053  @1)
1055 /* ~x | x -> -1 */
1056 /* ~x ^ x -> -1 */
1057 /* ~x + x -> -1 */
1058 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1059  (simplify
1060   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1061   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1063 /* x ^ x -> 0 */
1064 (simplify
1065   (bit_xor @0 @0)
1066   { build_zero_cst (type); })
1068 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1069 (simplify
1070   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1071   (bit_not @0))
1073 /* x & ~0 -> x  */
1074 (simplify
1075  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1076   (non_lvalue @0))
1078 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1079 (for bitop (bit_and bit_ior)
1080  (simplify
1081   (bitop @0 @0)
1082   (non_lvalue @0)))
1084 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1085 #if GIMPLE
1086 (simplify
1087  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1088  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1089       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1090   @0))
1091 #endif
1093 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1094 (simplify
1095  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1096  (plus @0 @1))
1097 (simplify
1098  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1099  (minus @0 @1))
1101 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1102 (simplify
1103  (bit_not (minus:s @0 @1))
1104  (plus (bit_not @0) @1))
1105 (simplify
1106  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1107  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1108        && TYPE_UNSIGNED (type))
1109       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1110           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1111   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1113 #if GIMPLE
1114 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1115 (simplify
1116  (plus:c (bit_not @0) @1)
1117   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1118        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1119        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1120        && !integer_all_onesp (@1))
1121    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1122    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1123         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1124         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1125                                               SIGNED))
1126     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1128 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1129 (simplify
1130  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1131   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1132    (rshift (bit_not! @0) @1)
1133    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1134       have MSB set and the logical right shift is changed into
1135       arithmetic shift.  */
1136    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1137     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1138      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1139 #endif
1141 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1142 (simplify
1143  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1144  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1146 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1147 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1148 (for bitop (bit_and bit_ior)
1149  (simplify
1150   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1151   (bitop @0 (bit_not @1))))
1153 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1154 (simplify
1155  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1156  @2)
1158 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1159 (simplify
1160  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1161  (bit_not @0))
1163 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1164 (simplify
1165  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1166  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1168 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1169 (simplify
1170  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1171  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1173 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1174 (simplify
1175  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1176  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1178 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1179 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1180 (for bitop (bit_and bit_ior)
1181      rbitop (bit_ior bit_and)
1182  (simplify
1183   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1184   (bitop @1 @2)))
1186 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1187 (simplify
1188  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1189  (bit_xor @0 @1))
1191 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1192 (simplify
1193  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1194  (bit_and @0 @1))
1196 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1197 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1198 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1199 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1200  (simplify
1201   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1202   (bit_ior @0 @1)))
1204 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1205 (simplify
1206  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1207  (plus @0 @1))
1209 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1210 (simplify
1211  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1212  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1213       && !TYPE_SATURATING (type))
1214   (bit_and @0 @1)))
1216 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1217 (simplify
1218  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1219  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1220       && !TYPE_SATURATING (type))
1221   (bit_ior @0 @1)))
1223 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1224 (simplify
1225  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1226  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1228 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1229 (simplify
1230  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1231  (bit_and @0 @1))
1233 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1234 (simplify
1235  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1236  (bit_xor @0 @1))
1238 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1239 (simplify
1240  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1241  (bit_xor @0 @1))
1243 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1244 (simplify
1245  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1246  (bit_and @0 @1))
1248 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1249 (simplify
1250  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1251  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1253 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1254 (simplify
1255  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1256  (bit_xor @0 @1))
1258 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1259 (simplify
1260  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1261                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1262        integer_all_onesp)
1263  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1264       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1265       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1266       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1267  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1268 (simplify
1269  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1270                                integer_all_onesp))
1271        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1272  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1273       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1274       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1275       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1276  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1277 (simplify
1278  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1279        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1280                                integer_onep)))
1281  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1282       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1283       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1284       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1285  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1287 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1288    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1289 (for op (bit_and bit_ior)
1290      rop (bit_ior bit_and)
1291  (simplify
1292   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1293   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1294        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1295    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1297 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1298    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1299    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1300    simplifications.  */
1301 (for op (bit_xor plus)
1302  (simplify
1303   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1304       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1305   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1306        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1307        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1308    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1310 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1311 (simplify
1312  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1313  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1314   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1316 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1317 (simplify
1318  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1319  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1320       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1321   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1323 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1324 (simplify
1325  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1326  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1327   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1329 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1330 (for opo (bit_and bit_xor)
1331      opi (bit_xor bit_and)
1332  (simplify
1333   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1334   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1336 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1337    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1338    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1339    constants are involved.  For example, convert
1340      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1341    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1342 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1343      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1344  (simplify
1345   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1346   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1347        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1348    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1350 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1351 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1352    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1353 (for op (bit_and bit_ior)
1354  (simplify
1355   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1356   @2))
1357 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1358 (simplify
1359  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1360  (convert @0))
1361 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1362    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1363 (for op (bit_and bit_ior)
1364  (simplify
1365   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1366   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1367        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1368    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1369     (op @3 (convert @2))
1370     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1371      (op (convert @1) @5))))))
1372 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1373 (simplify
1374  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1375  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1376       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1377   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1379 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1380    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1381 (simplify
1382  (abs (abs@1 @0))
1383  @1)
1385 (simplify
1386  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1387  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1388   @1))
1390 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1391 (simplify
1392  (abs (negate @0))
1393  (abs @0))
1395 (simplify
1396  (absu (negate @0))
1397  (absu @0))
1399 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1400 (simplify
1401  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1402  @0)
1404 (simplify
1405  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1406  (convert @0))
1408 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X).  */
1409 (simplify
1410  (mult:c (bit_ior (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))) integer_onep) @0)
1411  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_UNSIGNED (type))
1412   (abs @0)))
1414 /* Similarly (-(X < 0) | 1U) * X into absu (X).  */
1415 (simplify
1416  (mult:c (bit_ior (nop_convert (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1417                   integer_onep) (nop_convert @0))
1418  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1419       && TYPE_UNSIGNED (type)
1420       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1421       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1422   (absu @0)))
1424 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1425 (match negate_expr_p
1426  INTEGER_CST
1427  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1428        && TYPE_UNSIGNED (type))
1429       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1430           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1431 (match negate_expr_p
1432  FIXED_CST)
1433 (match negate_expr_p
1434  (negate @0)
1435  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1436 (match negate_expr_p
1437  REAL_CST
1438  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1439 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1440    ways.  */
1441 (match negate_expr_p
1442  VECTOR_CST
1443  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1444 (match negate_expr_p
1445  (minus @0 @1)
1446  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1447       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1448           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1449           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1451 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1452 (simplify
1453  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1454   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1455        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1456    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1458 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1459 (simplify
1460  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1461  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1462       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1463   (minus (negate @1) @0)))
1465 /* -(A - B) -> B - A.  */
1466 (simplify
1467  (negate (minus @0 @1))
1468  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1469       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1470           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1471           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1472   (minus @1 @0)))
1473 (simplify
1474  (negate (pointer_diff @0 @1))
1475  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1476   (pointer_diff @1 @0)))
1478 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1479 (simplify
1480  (minus @0 negate_expr_p@1)
1481  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1482  (plus @0 (negate @1))))
1484 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1485    when profitable.
1486    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1487    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1488    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1489    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1490 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1491  (simplify
1492   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1493   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1494          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1495          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1496         || types_match (@0, @1))
1497        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1498           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1499           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1500           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1501           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1502        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1503        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1504               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1505            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1506            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1507               mode.  */
1508            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1509            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1510               of its mode.  */
1511            || !type_has_mode_precision_p (type)
1512            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1513               in smaller IL.  */
1514            || (GIMPLE
1515                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1516                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1517                && single_use (@2)
1518                && single_use (@3))))
1519    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1520  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1521     in smaller IL.  */
1522  (simplify
1523   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1524   (if (GIMPLE
1525        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1526        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1527        && types_match (type, @0))
1528    (bitop @0 (convert @1)))))
1530 (for bitop (bit_and bit_ior)
1531      rbitop (bit_ior bit_and)
1532   /* (x | y) & x -> x */
1533   /* (x & y) | x -> x */
1534  (simplify
1535   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1536   @0)
1537  /* (~x | y) & x -> x & y */
1538  /* (~x & y) | x -> x | y */
1539  (simplify
1540   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1541   (bitop @0 @1)))
1543 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1544 (simplify
1545   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1546   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1548 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1549 (simplify
1550   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1551   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1553 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1554 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1555  (simplify
1556   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1557   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1558    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1559       folded to a constant.  */
1560    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1561    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1562       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1563       the values involved are such that the operation can't be decided at
1564       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1565       that combination can be decided at compile time.
1567       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1568       oscillation.  */
1569    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1570     (if (cst1)
1571      (bitop @1 { cst1; })
1572      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1573       (if (cst2)
1574        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1576 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1577    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1578 (match truth_valued_p
1579  @0
1580  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1581 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1582  (match truth_valued_p
1583   (op @0 @1)))
1584 (match truth_valued_p
1585   (truth_not @0))
1587 (match (logical_inverted_value @0)
1588  (truth_not @0))
1589 (match (logical_inverted_value @0)
1590  (bit_not truth_valued_p@0))
1591 (match (logical_inverted_value @0)
1592  (eq @0 integer_zerop))
1593 (match (logical_inverted_value @0)
1594  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1595 (match (logical_inverted_value @0)
1596  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1598 /* X & !X -> 0.  */
1599 (simplify
1600  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1601  { build_zero_cst (type); })
1602 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1603 (for op (bit_ior bit_xor)
1604  (simplify
1605   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1606   { constant_boolean_node (true, type); }))
1607 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1608 (for op (eq ne)
1609  (simplify
1610   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1611   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1613 /* ~~x -> x */
1614 (simplify
1615   (bit_not (bit_not @0))
1616   @0)
1618 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1619 (simplify
1620  (bit_not (convert? (negate @0)))
1621  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1622       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1623   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1625 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1626 (simplify
1627  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1628  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1630 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1631 (simplify
1632  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1633  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1634       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1635   (convert (negate @0))))
1636 (simplify
1637  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1638  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1639       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1640   (convert (negate @0))))
1642 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1643 (simplify
1644  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1645  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1646   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1647 (simplify
1648  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1649  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1650   (convert (bit_xor @0 @1))))
1652 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1653 (simplify
1654  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1655  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1656   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1658 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1659 (simplify
1660  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1661  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1663 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1664 (simplify
1665  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1666  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1667       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1668   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1670 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1671 (for cmp (gt lt ge le)
1672 (simplify
1673  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1674   (if (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@2))
1675    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1677 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1678    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1679 (for cmp (eq ne)
1680  (simplify
1681   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1682   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1683        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1684        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1685    (cmp @0 @2))))
1687 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1688    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1689 (for cmp (eq ne)
1690  (simplify
1691   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1692   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1693        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1694        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1695    (cmp @0 @2))))
1697 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1698    x * C RELOP y * C into:
1700    x RELOP y for nonnegative C
1701    y RELOP x for negative C  */
1702 (for cmp (lt gt le ge)
1703  (simplify
1704   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1705   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1706        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1707    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1708     (cmp @0 @2)
1709    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1710         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1711     (cmp @2 @0))))))
1713 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1714 (for cmp (le gt)
1715      icmp (gt le)
1716  (simplify
1717   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1718    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1719         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1720         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1721         && (wi::to_wide (@2)
1722             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1723     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1724      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1726 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1727 (for cmp (simple_comparison)
1728  (simplify
1729   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1730   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1731        && types_match (@0, @1))
1732    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1733     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1734      (cmp @1 @0)
1735      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1736       (with
1737        {
1738         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1739        }
1740        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1741     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1742      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1743       (cmp @0 @1)
1744       (with
1745        {
1746         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1747        }
1748        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1750 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1751 (for cmp (simple_comparison)
1752  (simplify
1753   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1754   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1755        && integer_nonzerop (@1)
1756        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1757        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1758    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1759            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1760                                                    &neg_overflow); }
1761     (switch
1762      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1763        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1764         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1765         (if (code == LT_EXPR)
1766          (lt @0 { lo; })
1767          (ge @0 { lo; }))))
1768      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1769        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1770         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1771         (if (code == LE_EXPR)
1772          (le @0 { hi; })
1773          (gt @0 { hi; }))))
1774      (if (!lo && !hi)
1775       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1776      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1777       (ge @0 { lo; }))
1778      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1779       (le @0 { hi; }))
1780      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1781       (lt @0 { lo; }))
1782      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1783       (gt @0 { hi; }))
1784      (if (GENERIC)
1785       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1786                            lo, hi); })
1787      (with
1788       {
1789         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1790         if (etype)
1791           {
1792             hi = fold_convert (etype, hi);
1793             lo = fold_convert (etype, lo);
1794             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1795           }
1796       }
1797       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1798        (if (code == EQ_EXPR)
1799         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1800         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1802 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1803 (for op (lt le ge gt)
1804  (simplify
1805   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1806   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1807        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1808    (op @0 @1))))
1809 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1810 (for op (eq ne minus)
1811  (simplify
1812   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1813   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1814        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1815            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1816    (op @0 @1))))
1818 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1819 (for op (lt le ge gt)
1820  (simplify
1821   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1822   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1823        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1824    (op @0 @1))))
1825 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1826 (for op (eq ne minus)
1827  (simplify
1828   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1829   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1830        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1831            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1832    (op @0 @1))))
1833 /* And for pointers...  */
1834 (for op (simple_comparison)
1835  (simplify
1836   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1837   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1838    (op @0 @1))))
1839 (simplify
1840  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1841  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1842       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1843   (pointer_diff @0 @1)))
1845 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1846 (for op (lt le ge gt)
1847  (simplify
1848   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1849   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1850        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1851    (op @1 @0))))
1852 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1853 (for op (eq ne minus)
1854  (simplify
1855   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1856   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1857        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1858            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1859    (op @1 @0))))
1860 /* And for pointers...  */
1861 (for op (simple_comparison)
1862  (simplify
1863   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1864   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1865    (op @1 @0))))
1866 (simplify
1867  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1868  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1869       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1870   (pointer_diff @1 @0)))
1872 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1873 (for op (lt le gt ge)
1874  (simplify
1875   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1876   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1877        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1878        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1879        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1880    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1881 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1882 (for op (eq ne)
1883  (simplify
1884   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1885   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1886        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1887            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1888        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1889        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1890        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1891    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1892  (simplify
1893   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1894   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1895        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1896        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1897    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1899 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1900    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1901 (for op (simple_comparison)
1902  (simplify
1903   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1904   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1905        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1906            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1907                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1908        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1909    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1911 /* Transform:
1912    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1913    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1914 (for cmp (eq ne)
1915      ocmp (lt ge)
1916  (simplify
1917   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1918   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1919        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1920        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1921        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1922    (ocmp @0 @1))))
1924 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1925 (for cmp (eq ne)
1926  (simplify
1927   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1928   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1929    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1931 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1932    possibly set.  */
1933 (match with_possible_nonzero_bits
1934  INTEGER_CST@0)
1935 (match with_possible_nonzero_bits
1936  SSA_NAME@0
1937  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1938 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1939 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1940  with_possible_nonzero_bits@0)
1941 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1942  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1944 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1945    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1946 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1947  INTEGER_CST@0)
1948 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1949  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1951 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1952 (for cmp (eq ne)
1953  (simplify
1954   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1955   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1956    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1958 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1959    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1960    zero throughout its computed value range,
1961    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1962    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1963    and 0's otherwise.
1964    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1965    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1966    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1968 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1969      outer_op (bit_xor bit_ior)
1970 (simplify
1971  (outer_op
1972   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1973  (with
1974   {
1975     bool fail = false;
1976     wide_int zero_mask_not;
1977     wide_int C0;
1978     wide_int cst_emit;
1980     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1981       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1982     else
1983       fail = true;
1985     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1986       {
1987         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1988         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1989       }
1990     else
1991       {
1992         C0 = wi::to_wide (@0);
1993         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1994       }
1995   }
1996   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1997    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1998    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1999     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2001 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2002 (simplify
2003   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2004   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2006 /* Pattern match
2007      tem1 = (long) ptr1;
2008      tem2 = (long) ptr2;
2009      tem3 = tem2 - tem1;
2010      tem4 = (unsigned long) tem3;
2011      tem5 = ptr1 + tem4;
2012    and produce
2013      tem5 = ptr2;  */
2014 (simplify
2015   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2016   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2017   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2018        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2019             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2020    @1))
2021 (simplify
2022   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2023   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2024    (convert @1)))
2026 /* Pattern match
2027      tem = (sizetype) ptr;
2028      tem = tem & algn;
2029      tem = -tem;
2030      ... = ptr p+ tem;
2031    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2032      ... = ptr & ~algn;  */
2033 (simplify
2034   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2035   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2036    (bit_and @0 { algn; })))
2038 /* Try folding difference of addresses.  */
2039 (simplify
2040  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2041  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2042   (with { poly_int64 diff; }
2043    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2044     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2045 (simplify
2046  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2047  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2048   (with { poly_int64 diff; }
2049    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2050     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2051 (simplify
2052  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2053  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2054       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2055   (with { poly_int64 diff; }
2056    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2057     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2058 (simplify
2059  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2060  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2061       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2062   (with { poly_int64 diff; }
2063    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2064     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2066 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2067 (simplify
2068  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2069  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2070   { build_fold_addr_expr_with_type
2071       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2072                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2073                type); }))
2075 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2076    be able to fold this expression using the object or function's
2077    alignment.  */
2078 (simplify
2079  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2080  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2081       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2082   (with
2083    {
2084      unsigned int align;
2085      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2086      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2087    }
2088    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2089     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2090                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2092 (match min_value
2093  INTEGER_CST
2094  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2095       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2097 (match max_value
2098  INTEGER_CST
2099  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2100       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2102 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2103    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2104 (for eqne (eq ne)
2105  (simplify
2106   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2107    (switch
2108     (if (eqne == EQ_EXPR)
2109      { constant_boolean_node (false, type); })
2110     (if (eqne == NE_EXPR)
2111      @2)
2112     )))
2114 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2115    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2116 (for eqne (eq ne)
2117  (simplify
2118   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2119    (switch
2120     (if (eqne == EQ_EXPR)
2121      { constant_boolean_node (false, type); })
2122     (if (eqne == NE_EXPR)
2123      @2)
2124     )))
2126 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2127 (simplify
2128  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2129   @2)
2131 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2132 (simplify
2133  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2134   @2)
2136 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2137 (simplify
2138  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2139   @2)
2141 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2142 (simplify
2143  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2144   { constant_boolean_node (true, type); })
2146 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2147 (simplify
2148  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2149   @2)
2151 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2152 (simplify
2153  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2154   @2)
2156 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2157    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2158 (for eqne (eq ne)
2159  (simplify
2160   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2161    (switch
2162     (if (eqne == EQ_EXPR)
2163      @2)
2164     (if (eqne == NE_EXPR)
2165      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2167 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2168 (simplify
2169  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:s @0 @1))
2170   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2171        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2172   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2174 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2175 (simplify
2176  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:s @0 @1))
2177   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2178        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2179   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2181 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2182    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2184 (for code1 (eq ne)
2185  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2186   (simplify
2187    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2188     (with
2189      {
2190       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2191       bool val;
2192       switch (code2)
2193          {
2194         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2195         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2196         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2197         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2198         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2199         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2200         default: gcc_unreachable ();
2201         }
2202      }
2203      (switch
2204       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2205       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2206       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2208 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2210 (for code1 (lt le gt ge)
2211  (for code2 (lt le gt ge)
2212   (simplify
2213   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2214    (with
2215     {
2216      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2217     }
2218     (switch
2219      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2220      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2221           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2222       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2223        @3
2224        @4))
2225      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2226      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2227           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2228       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2229        @3
2230        @4))
2231      /* Check for singleton ranges.  */
2232      (if (cmp == 0
2233           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2234             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2235       (eq @0 @1))
2236      /* Check for disjoint ranges.  */
2237      (if (cmp <= 0
2238           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2239           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2240       { constant_boolean_node (false, type); })
2241      (if (cmp >= 0
2242           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2243           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2244       { constant_boolean_node (false, type); })
2245      )))))
2247 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2248    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2250 (for code1 (eq ne)
2251  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2252   (simplify
2253    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2254     (with
2255      {
2256       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2257       bool val;
2258       switch (code2)
2259         {
2260         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2261         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2262         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2263         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2264         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2265         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2266         default: gcc_unreachable ();
2267         }
2268      }
2269      (switch
2270       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2271       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2272       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2274 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2276 (for code1 (lt le gt ge)
2277  (for code2 (lt le gt ge)
2278   (simplify
2279   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2280    (with
2281     {
2282      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2283     }
2284     (switch
2285      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2286      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2287           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2288       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2289        @4
2290        @3))
2291      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2292      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2293           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2294       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2295        @4
2296        @3))
2297      /* Check for singleton ranges.  */
2298      (if (cmp == 0
2299           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2300               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2301       (ne @0 @2))
2302      /* Check for disjoint ranges.  */
2303      (if (cmp >= 0
2304           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2305           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2306       { constant_boolean_node (true, type); })
2307      (if (cmp <= 0
2308           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2309           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2310       { constant_boolean_node (true, type); })
2311      )))))
2313 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2314 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2316  /* Contract negates.  */
2317  /* A + (-B) -> A - B */
2318  (simplify
2319   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2320   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2321   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2322        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2323    (with
2324     {
2325      tree t1 = type;
2326      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2327          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2328        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2329     }
2330     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2331  /* A - (-B) -> A + B */
2332  (simplify
2333   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2334   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2335        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2336    (with
2337     {
2338      tree t1 = type;
2339      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2340          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2341        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2342     }
2343     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2344  /* -(T)(-A) -> (T)A
2345     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2346     happen without overflow.  */
2347  (simplify
2348   (negate (convert (negate @1)))
2349   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2350        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2351            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2352                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2353        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2354        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2355    (convert @1)))
2356  (simplify
2357   (negate (convert negate_expr_p@1))
2358   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2359        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2360             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2361             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2362            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2363    (convert (negate @1))))
2364  (simplify
2365   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2366   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2367        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2368    (view_convert @1)))
2370  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2371     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2372  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2373       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2375   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2376      irrespective of overflow issues.  */
2377   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2378   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2379   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2380   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2381   (simplify
2382    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2383    (view_convert @1))
2384   (simplify
2385    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2386    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2387         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2388    (negate (view_convert @1))
2389    (view_convert (negate @1))))
2390   (simplify
2391    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2392    (view_convert @0))
2393   (simplify
2394    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2395     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2396          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2397      (negate (view_convert @1))
2398      (view_convert (negate @1))))
2399   (simplify
2400    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2401    (view_convert @1))
2402   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2403   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2404   /* More cases are handled with comparisons.  */
2405   (simplify
2406    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2407    (plus @2 @1))
2408   (simplify
2409    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2410    (minus @2 @1))
2411   (simplify
2412    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2413    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2414         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2415     (pointer_diff @2 @1)))
2416   (simplify
2417    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2418    (plus @1 @2))
2420   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2421      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2422      scalars.  */
2423   (for outer_op (plus minus)
2424    (for inner_op (plus minus)
2425         neg_inner_op (minus plus)
2426     (simplify
2427      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2428                CONSTANT_CLASS_P@2)
2429      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2430      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2431       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2432          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2433       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2434        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2435         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2436         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2437       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2438            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2439        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2440         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2441         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2442        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2443           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2444           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2445        (if (types_match (type, @0))
2446         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2447                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2448                                         type, @1, @2); }
2449          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2450           (inner_op @0 { cst; } )
2451           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2452           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2453                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2454            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2455            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2456            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2457             (if (utype)
2458              (view_convert (inner_op
2459                             (view_convert:utype @0)
2460                             (view_convert:utype
2461                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2463   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2464   (for outer_op (plus minus)
2465    (simplify
2466     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2467     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2468     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2469      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2470         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2471      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2472       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2473      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2474           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2475       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2476       (if (types_match (type, @0))
2477        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2478         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2479          (minus { cst; } @0))))))))
2481   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2482      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2483      scalars.  */
2484   (simplify
2485    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2486    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2487    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2488     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2489       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2490     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2491      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2492     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2493          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2494      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2495      (if (types_match (type, @0))
2496       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2497        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2498         (plus { cst; } @0)))))))
2500 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2501 #if GIMPLE
2502   (simplify
2503    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2504     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2505          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2506          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2507          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2508      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2509         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2510      (with
2511       {
2512         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2513                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2514         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2516         wide_int w1
2517           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2518                             TYPE_SIGN (inner_type));
2520         value_range vr;
2521         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2522             && vr.kind () == VR_RANGE)
2523           {
2524             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2525             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2526             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2527             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2528           }
2529       }
2530      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2531       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2532      )))
2533 #endif
2535 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2536 #if GIMPLE
2537   (for op (plus minus)
2538    (simplify
2539     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2540      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2541           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2542           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2543           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2544           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2545           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2546        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2547 #endif
2549 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2550    to a simple value.  */
2551 #if GIMPLE
2552   (for op (plus minus)
2553    (simplify
2554     (op (convert @0) (convert @1))
2555      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2556           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2557           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2558           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2559           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2560           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2561       (convert (op! @0 @1)))))
2562 #endif
2564   /* ~A + A -> -1 */
2565   (simplify
2566    (plus:c (bit_not @0) @0)
2567    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2568     { build_all_ones_cst (type); }))
2570   /* ~A + 1 -> -A */
2571   (simplify
2572    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2573    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2574     (negate (convert @0))))
2576   /* -A - 1 -> ~A */
2577   (simplify
2578    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2579    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2580         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2581     (bit_not (convert @0))))
2583   /* -1 - A -> ~A */
2584   (simplify
2585    (minus integer_all_onesp @0)
2586    (bit_not @0))
2588   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2589   (simplify
2590    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2591     (convert? @0))
2592    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2593         /* For integer types, if A has a smaller type
2594            than T the result depends on the possible
2595            overflow in P + A.
2596            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2597            However, if an overflow in P + A would cause
2598            undefined behavior, we can assume that there
2599            is no overflow.  */
2600         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2601             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2602     (convert @1)))
2603   (simplify
2604    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2605     (convert @0))
2606    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2607         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2608            final type requires a sign- or zero-extension,
2609            then we have to punt - it is not defined which
2610            one is correct.  */
2611         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2612             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2613             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2614     (convert @1)))
2615    (simplify
2616     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2617     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2618        thus sign-extended if necessary.  */
2619     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2620      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2621         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2622         we don't want to diagnose overflow here.  */
2623      (convert (view_convert:stype @1))))
2625   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2626   (simplify
2627    (minus (convert? @0)
2628     (convert (plus:c @@0 @1)))
2629    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2630         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2631         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2632     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2633      (convert (negate (convert:utype @1))))
2634     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2635          /* For integer types, if A has a smaller type
2636             than T the result depends on the possible
2637             overflow in P + A.
2638             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2639             However, if an overflow in P + A would cause
2640             undefined behavior, we can assume that there
2641             is no overflow.  */
2642          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2643              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2644      (negate (convert @1)))))
2645   (simplify
2646    (minus (convert @0)
2647     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2648    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2649         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2650         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2651     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2652      (convert (negate (convert:utype @1))))
2653     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2654          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2655             final type requires a sign- or zero-extension,
2656             then we have to punt - it is not defined which
2657             one is correct.  */
2658          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2659              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2660              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2661      (negate (convert @1)))))
2662    (simplify
2663     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2664     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2665        thus sign-extended if necessary.  */
2666     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2667      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2668         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2669         we don't want to diagnose overflow here.  */
2670      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2672   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2673   (simplify
2674    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2675     (convert (plus:c @0 @2)))
2676    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2677         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2678         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2679         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2680     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2681      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2682     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2683           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2684          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2685              /* For integer types, if A has a smaller type
2686                 than T the result depends on the possible
2687                 overflow in P + A.
2688                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2689                 However, if an overflow in P + A would cause
2690                 undefined behavior, we can assume that there
2691                 is no overflow.  */
2692              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2693                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2694                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2695                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2696      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2697   (simplify
2698    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2699     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2700    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2701         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2702         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2703     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2704      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2705     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2706          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2707             final type requires a sign- or zero-extension,
2708             then we have to punt - it is not defined which
2709             one is correct.  */
2710          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2711              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2712              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2713              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2714              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2715      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2716    (simplify
2717     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
2718      (pointer_diff @0 @1))
2719    (simplify
2720     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2721     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2722        thus sign-extended if necessary.  */
2723     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2724      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2725         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2726         we don't want to diagnose overflow here.  */
2727      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2728             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2730 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2731     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2732 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2733      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2734  (for plusminus (plus minus)
2735   (simplify
2736    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2737    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2738         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2739         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2740             && tree_expr_nonzero_p (@0)
2741             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2742     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
2743      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2744         original operand (but not on both).  */
2745      (mult (plusminus @1 @2) @0)
2746 #if GIMPLE
2747      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
2748 #endif
2749   )))
2750   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2751   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2752    (simplify
2753     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2754     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2755           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2756           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2757              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2758              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2759              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2760           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2761               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2762                    && expr_not_equal_to (@0,
2763                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2764                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2765                       ? expr_not_equal_to (@2,
2766                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2767                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2768                       : (expr_not_equal_to (@2,
2769                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2770                          && expr_not_equal_to (@2,
2771                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2772                                 + 1))))))
2773          && single_use (@3))
2774      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2775    (simplify
2776     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2777     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2778           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2779           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2780              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2781              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2782              for @0 0 and @2 min.  */
2783           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2784               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2785                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2786                        || expr_not_equal_to (@0,
2787                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2788                   || expr_not_equal_to (@2,
2789                         (plusminus == PLUS_EXPR
2790                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2791                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2792          && single_use (@3))
2793      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2795 #if GIMPLE
2796 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2797    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2798 (simplify
2799  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2800   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2801        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2802        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2803        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2804            || optab_handler (smul_optab,
2805                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
2806    (with { tree t = type;
2807            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2808            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2809                                              element_precision (type));
2810            w += 1;
2811            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2812                                         : t, w);
2813            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2814     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2815 (simplify
2816  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2817   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2818        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2819        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2820        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2821        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
2822        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2823            || optab_handler (smul_optab,
2824                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
2825    (with { tree t = type;
2826            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2827            unsigned int prec = element_precision (type);
2828            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2829            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2830            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2831                                         : t, w);
2832            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2833     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2834 #endif
2836 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
2837    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
2838    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
2839 (for op (bit_ior bit_xor)
2840  (simplify
2841   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2842       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
2843   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2844        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
2845    (mult @1
2846          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
2847  (simplify
2848   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2849         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
2850   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2851        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
2852        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
2853    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
2854            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
2855                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
2856     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
2857  (simplify
2858   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2859         @1)
2860   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2861        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
2862    (mult @1
2863          { wide_int_to_tree (type,
2864                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
2865  (simplify
2866   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2867       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
2868   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2869        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
2870        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
2871        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
2872    (with { tree t = type;
2873            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
2874              t = unsigned_type_for (t);
2875            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
2876            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
2877                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
2878     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
2879  (simplify
2880   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2881         @1)
2882   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2883        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
2884        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
2885    (with { tree t = type;
2886            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
2887              t = unsigned_type_for (t);
2888            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
2889            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
2890     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
2892 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2894 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2895  (simplify
2896   (minmax @0 @0)
2897   @0))
2898 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2899 (simplify
2900  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2901  @1)
2902 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2903 (simplify
2904  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2905  @1)
2906 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2907 (simplify
2908  (max:c @0 (negate @0))
2909  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2910       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2911           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2912   (abs @0)))
2913 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2914 (simplify
2915  (min:c @0 (negate @0))
2916  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2917       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2918           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2919   (negate (abs @0))))
2920 (simplify
2921  (min @0 @1)
2922  (switch
2923   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2924        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2925        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2926    @1)
2927   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2928        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2929        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2930    @0)))
2931 (simplify
2932  (max @0 @1)
2933  (switch
2934   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2935        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2936        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2937    @1)
2938   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2939        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2940        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2941    @0)))
2943 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2944 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2945 (simplify
2946  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2947   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2948    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2949     @2
2950     @0)))
2952 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2953 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2954 (simplify
2955  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2956   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2957    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2958     @0
2959     @2)))
2961 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2962    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2963 (for minmax (min max)
2964  (simplify
2965   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2966   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2967        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2968        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2969        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2970    (minmax @1 (convert @2)))))
2972 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2973  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2974     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2975  (simplify
2976   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2977   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2978        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2979    @0)))
2980 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2981    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2982    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2983    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2984    worry about it either.  */
2985 (if (flag_finite_math_only)
2986  (simplify
2987   (FMIN_ALL @0 @1)
2988   (min @0 @1))
2989  (simplify
2990   (FMAX_ALL @0 @1)
2991   (max @0 @1)))
2992 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2993 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2994      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2995  (simplify
2996   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2997   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2998        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2999            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3000    (negate (maxmin @0 @1)))))
3001 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3002    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3003 (for minmax (min max)
3004  maxmin (max min)
3005  (simplify
3006   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3007   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3009 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3010 (for minmax (min min max max)
3011      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3012      out    (le  gt  ge  lt )
3013  (simplify
3014   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3015   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3016    (out @0 @1))))
3017 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3018    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3019 (for cmp (eq ne)
3020  (simplify
3021   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3022   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3023                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3024    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3025    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3026                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3027     (cmp @0 @2)))))
3028 (for cmp (eq ne)
3029  (simplify
3030   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3031   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3032                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3033    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3034    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3035                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3036     (cmp @0 @2)))))
3037 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3038 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3039      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3040      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3041  (simplify
3042   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3043   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3045 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3046    X > MAX(X, Y) -> false 
3047    X >= MIN(X, Y) -> true
3048    X < MIN(X, Y) -> false */
3049 (for minmax (min     min     max     max     )
3050      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3051  (simplify
3052   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3053   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3055 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
3056    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
3057    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3058 (for cmp (simple_comparison)
3059  (simplify
3060   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
3061                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3062   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3063        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3064        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3065        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3066        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3067            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3068        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3069    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
3070  (simplify
3071   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
3072                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3073   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3074        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3075        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3076        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3077        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3078            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3079        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3080    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
3081  /* Similarly with ^ instead of - though in that case with :c.  */
3082  (simplify
3083   (bit_xor:c @0 (bit_and:c (bit_xor:c @0 @1)
3084                            (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3085   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3086        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3087        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3088        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3089        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3090            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3091        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3092    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
3094 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3096 (for rotate (lrotate rrotate)
3097  (simplify
3098   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3099   @0))
3101 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3102 (simplify
3103  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3104  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3105   @0))
3107 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3108 (simplify
3109  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3110  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3111   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3112   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3114 (simplify
3115  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3116  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3117       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3118          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3119          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3120       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3121       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3122       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3123       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3124       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3125           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3126                         TYPE_PRECISION (type)
3127                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3128   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3130 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3131    types.  */
3132 (simplify
3133  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3134  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3135       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3136   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3138 /* Optimize x >> x into 0 */
3139 (simplify
3140  (rshift @0 @0)
3141   { build_zero_cst (type); })
3143 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3144  (simplify
3145   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3146   (non_lvalue @0))
3147  (simplify
3148   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3149   @0)
3150  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3151     if vector2 is uniform.  */
3152  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3153   (simplify
3154    (shiftrotate @0 vec@1)
3155    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3156     (if (tem)
3157      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3159 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3160    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3161 #if GIMPLE
3162 (for shift (lshift rshift)
3163  (simplify
3164   (shift @0 SSA_NAME@1)
3165    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3166     (with {
3167       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3168       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3169      }
3170      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3171       @0)))))
3172 #endif
3174 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3175    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3176 (simplify
3177  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3178  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3179                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3180                                            element_precision (type)), @1); }))
3182 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3183 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3184  (simplify
3185   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3186   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3187    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3188         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3189         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3190         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3191     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3192                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3193      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3194         being well defined.  */
3195      (if (low >= prec)
3196       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3197        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3198        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3199         { build_zero_cst (type); }
3200         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3201       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3204 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3205 (simplify
3206  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3207   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3208    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3209    { build_zero_cst (type); }))
3211 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3212    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3213    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3214 (for cmp (ne eq)
3215      icmp (eq ne)
3216  (simplify
3217   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3218    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3219            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3220     (if (c1 < c2)
3221      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3222      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3223  (simplify
3224   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3225    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3226     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3227             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3228      (if (c1 > c2)
3229       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3230       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3232 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3233    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3234    if CST2 != 0.  */
3235 (for cmp (ne eq)
3236  (simplify
3237   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3238   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3239    (if (cand < 0
3240         || (!integer_zerop (@2)
3241             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3242     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3243     (if (!integer_zerop (@2)
3244          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3245      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3247 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3248         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3249    if the new mask might be further optimized.  */
3250 (for shift (lshift rshift)
3251  (simplify
3252   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3253            INTEGER_CST@2)
3254    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3255         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3256         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3257         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3258         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3259     (with
3260      {
3261        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3262        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3263        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3264        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3265        unsigned int prec;
3267        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3268          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3269        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3270                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3271          {
3272            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3273            tree arg00 = @0;
3274            /* See if more bits can be proven as zero because of
3275               zero extension.  */
3276            if (@3 != @0
3277                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3278              {
3279                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3280                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3281                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3282                  {
3283                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3284                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3285                    if (shiftc < prec)
3286                      shift_type = inner_type;
3287                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3288                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3289                       is all ones.  */
3290                  }
3291              }
3292            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3293            if (shiftc < prec)
3294              {
3295                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3296                zerobits <<= prec - shiftc;
3297              }
3298            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3299               can contain actually sign bits, so no transformation is
3300               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3301               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3302            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3303                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3304              {
3305                if ((mask & zerobits) == 0)
3306                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3307                else
3308                  zerobits = 0;
3309              }
3310          }
3311      }
3312      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3313      (if ((mask & zerobits) == mask)
3314       { build_int_cst (type, 0); }
3315       (with { newmask = mask | zerobits; }
3316        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3317         (with
3318          {
3319            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3320               mode's mask.  */
3321            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3322                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3323              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3324                break;
3325          }
3326          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3327               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3328           (with
3329            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3330            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3331             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3332              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3333              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3335 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3336    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3337 (for shift (lshift rshift)
3338  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3339   (simplify
3340    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3341    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3342     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3343      (if (mask)
3344       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3346 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3347 (simplify
3348  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3349   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3350        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3351            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3352            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3353    (with
3354     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3355      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3357 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3358    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3359 (for rotate (lrotate rrotate)
3360  (simplify
3361   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3362    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3363          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3364          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3365         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3366             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3367     (with
3368      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3369       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3371 (for cmp (eq ne)
3372  (for rotate (lrotate rrotate)
3373       invrot (rrotate lrotate)
3374   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3375   (simplify
3376    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3377    (cmp @1 @2))
3378   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3379   (simplify
3380    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3381    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3382   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3383   (simplify
3384    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3385     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3386      (cmp @0 @2)))))
3388 /* Simplifications of conversions.  */
3390 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3391 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3392  (simplify
3393   (cvt @0)
3394   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3395        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3396    @0)))
3398 /* Contract view-conversions.  */
3399 (simplify
3400   (view_convert (view_convert @0))
3401   (view_convert @0))
3403 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3404    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3405 (simplify
3406   (view_convert @0)
3407   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3408        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3409        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3410    (convert @0)))
3412 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3413    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3414 (simplify
3415   (view_convert (convert@0 @1))
3416   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3417        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3418        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3419        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3420            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3421                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3422    (view_convert @1)))
3424 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3425 (simplify
3426   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3427   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3428        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3429    { build_zero_cst (type); }))
3431 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3432    barriers can be removed.  */
3433 (simplify
3434  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3435  @0)
3436 (simplify
3437  (paren (paren@1 @0))
3438  @1)
3440 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3441 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3442  (for icvt (convert float)
3443   (simplify
3444    (ocvt (icvt@1 @0))
3445    (with
3446     {
3447       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3448       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3449       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3450       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3451       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3452       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3453       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3454       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3455       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3456       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3457       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3458       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3459       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3460       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3461       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3462       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3463       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3464       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3465       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3466       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3467     }
3468    (switch
3469     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3470        handled below, if we are converting something to its own
3471        type via an object of identical or wider precision, neither
3472        conversion is needed.  */
3473     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3474           || (GENERIC
3475               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3476          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3477              || (inter_float && final_float))
3478          && inter_prec >= final_prec)
3479      (ocvt @0))
3481     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3482        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3483        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3484        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3485        then we sometimes need the middle conversion.  */
3486     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3487          && (final_int || final_float)
3488          && inter_prec >= inside_prec
3489          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3490      (ocvt @0))
3492     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3493        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3494        final conversion does not change precision we can drop the
3495        intermediate conversion.  */
3496     (if (inside_int && inter_int && final_int
3497          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3498               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3499              || final_prec == inter_prec))
3500      (ocvt @0))
3502     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3503         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3504         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3505         - the intermediate type is narrower than both initial and
3506           final, or
3507         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3508           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3509         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3510           intermediate and final types differ, or
3511         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3512           initial and intermediate types differ.  */
3513     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3514          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3515          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3516          && ! (inside_int && inter_int
3517                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3518                && inter_prec < final_prec)
3519          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3520              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3521          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3522          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3523      (ocvt @0))
3525     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3526        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3527     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3528          && final_int && inter_int && inside_int
3529          && final_prec == inside_prec
3530          && final_prec > inter_prec
3531          && inter_unsignedp)
3532      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3533                               (inside_type,
3534                                wi::mask (inter_prec, false,
3535                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3537     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3538        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3539        floating-point conversion.  */
3540     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3541          && inside_int && inter_float && final_int &&
3542          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3543          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3544      (convert @0)))))))
3546 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3547    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3548    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3549 (simplify
3550   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3551   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3552        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3553        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3554        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3555                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3556    (convert @0)))
3559 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3560 (simplify
3561   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3562   (convert @0))
3564 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3565 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3566      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3567   (simplify
3568    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3569    @0))
3571 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3572 (for op (plus minus)
3573  (simplify
3574   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3575   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3576        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3577    (with
3578      {
3579        wi::overflow_type overflow;
3580        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3581                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3582      }
3583      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3584          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3585       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3586       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3587        (convert (op (convert:utype @0)
3588                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3590 /* Canonicalization of binary operations.  */
3592 /* Convert X + -C into X - C.  */
3593 (simplify
3594  (plus @0 REAL_CST@1)
3595  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3596   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3597    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3598     (minus @0 { tem; })))))
3600 /* Convert x+x into x*2.  */
3601 (simplify
3602  (plus @0 @0)
3603  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3604   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3605   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3606    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3608 /* 0 - X  ->  -X.  */
3609 (simplify
3610  (minus integer_zerop @1)
3611  (negate @1))
3612 (simplify
3613  (pointer_diff integer_zerop @1)
3614  (negate (convert @1)))
3616 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3617    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3618    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3619 (simplify
3620  (minus real_zerop@0 @1)
3621  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
3622   (negate @1)))
3624 /* Transform x * -1 into -x.  */
3625 (simplify
3626  (mult @0 integer_minus_onep)
3627  (negate @0))
3629 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3630    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3631 (simplify
3632  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3633  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3634       && single_use (@3)
3635       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3636   (mult (mult @0 @2) @1)))
3638 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3639    number.  */
3640 (match compositional_complex
3641  (convert? (complex @0 @1)))
3643 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3644 (simplify
3645  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3646  @0)
3647 (simplify
3648  (realpart (complex @0 @1))
3649  @0)
3650 (simplify
3651  (imagpart (complex @0 @1))
3652  @1)
3654 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3655 (simplify
3656  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3657  (convert (realpart @0)))
3658 (simplify
3659  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3660  (convert (negate (imagpart @0))))
3661 (for part (realpart imagpart)
3662  (for op (plus minus)
3663   (simplify
3664    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3665    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3666 (simplify
3667  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3668  (convert (COS @0)))
3669 (simplify
3670  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3671  (convert (SIN @0)))
3673 /* conj(conj(x)) -> x  */
3674 (simplify
3675  (conj (convert? (conj @0)))
3676  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3677   (convert @0)))
3679 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3680 (simplify
3681  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3682  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3683   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3685 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3686 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
3687             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
3688  (simplify
3689   (bswap (bswap @0))
3690   @0)
3691  (simplify
3692   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3693   (bit_not @0))
3694  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3695   (simplify
3696    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3697    (bitop @0 (bswap @1))))
3698  (for cmp (eq ne)
3699   (simplify
3700    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
3701    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
3702     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
3703   (simplify
3704    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
3705    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
3706     (cmp (convert:ctype @0) (bswap @1)))))
3707  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
3708  (simplify
3709   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
3710            INTEGER_CST@3)
3711    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3712         && tree_fits_uhwi_p (@2)
3713         && tree_fits_uhwi_p (@3))
3714     (with
3715      {
3716       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
3717       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
3718       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
3719       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
3720       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
3721      }
3722      (if (bits < prec
3723           && mask < (256u>>lo)
3724           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
3725       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
3726        (if (ns == 0)
3727         (bit_and (convert @1) @3)
3728         (with
3729          {
3730           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
3731           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
3732          }
3733          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
3734  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
3735  (simplify
3736   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
3737    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3738         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
3739         && tree_fits_uhwi_p (@1))
3740     (with
3741      {
3742       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
3743       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
3744       /* If the bswap was extended before the original shift, this
3745          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
3746          the original shift.  */
3747       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
3748      }
3749      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
3750         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
3751      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
3752           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
3753           && TYPE_UNSIGNED (type)
3754           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
3755       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
3756        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
3757       (if (bits + 8 == prec)
3758        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
3759         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
3760         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
3761        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
3762         (with 
3763          {
3764           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
3765           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
3766                                        : signed_char_type_node;
3767          }
3768          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
3769  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
3770  (simplify
3771   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
3772    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3773         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3774         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
3775     (with
3776      {
3777       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
3778       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
3779       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
3780      }
3781      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
3784 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
3786 /* Simplify constant conditions.
3787    Only optimize constant conditions when the selected branch
3788    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
3789    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
3790    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
3791    this one as we depend on doing this transform before possibly
3792    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
3793    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
3794    genmatch cannot handle.  */
3795 (simplify
3796  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
3797  (if (integer_zerop (@0))
3798   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
3799    @2)
3800   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
3801    @1)))
3802 (simplify
3803  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
3804  (if (integer_all_onesp (@0))
3805   @1
3806   (if (integer_zerop (@0))
3807    @2)))
3809 #if GIMPLE
3810 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
3811 (for op (negate bit_not abs absu)
3812  (simplify
3813   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
3814   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
3816 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
3817 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
3818          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
3819          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
3820 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
3821  (simplify
3822   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
3823   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
3825 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
3826  (simplify
3827   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
3828   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
3829  (simplify
3830   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
3831   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
3832 #endif
3834 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
3835    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
3836    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
3837 (simplify
3838  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
3839  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3840   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
3841 (simplify
3842  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
3843  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3844   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
3845 (simplify
3846  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
3847  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3848   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3849 (simplify
3850  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
3851  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3852   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3854 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
3855 (simplify
3856  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
3857  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3858   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
3859 (simplify
3860  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3861  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3862   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
3863 (simplify
3864  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
3865  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3866   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3867 (simplify
3868  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3869  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3870   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3872 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
3873    types are compatible.  */
3874 (simplify
3875  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
3876  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
3877       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3878   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
3879    (bit_not @0)
3880    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
3881     @0))))
3883 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
3884 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
3885    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
3886 #if GIMPLE
3887 (simplify
3888  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
3889  (switch
3890   (if (integer_zerop (@2))
3891    (switch
3892     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
3893     (if (integer_onep (@1))
3894      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
3895     /* a ? -1 : 0 -> -a. */
3896     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
3897      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))
3898     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
3899     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
3900      (with {
3901        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
3902       }
3903       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))))
3904   (if (integer_zerop (@1))
3905    (with {
3906       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
3907     }
3908     (switch
3909      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
3910      (if (integer_onep (@2))
3911       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
3912      /* a ? -1 : 0 -> -(!a). */
3913      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
3914       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
3915      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
3916      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
3917       (with {
3918         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
3919        }
3920        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
3921         { shift; }))))))))
3922 #endif
3924 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
3925    be extended.  */
3926 /* This pattern implements two kinds simplification:
3928    Case 1)
3929    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
3930      1) Conversions are type widening from smaller type.
3931      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
3932      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
3933    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
3934    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
3935    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
3936    referred var is always benefitial for complicated cases.
3938    Case 2)
3939    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
3940 (for cmp (lt le gt ge eq)
3941  (simplify
3942   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
3943   (with
3944    {
3945      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
3946      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
3947      enum tree_code code = ERROR_MARK;
3949      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
3950          && int_fits_type_p (@2, from_type)
3951          && (types_match (c1_type, from_type)
3952              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3953                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3954                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
3955          && (types_match (c2_type, from_type)
3956              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3957                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3958                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
3959        {
3960          if (cmp != EQ_EXPR)
3961            {
3962              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
3963                {
3964                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3965                  if (cmp == LE_EXPR)
3966                    code = LT_EXPR;
3967                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3968                  if (cmp == GT_EXPR)
3969                    code = GE_EXPR;
3970                }
3971              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
3972                {
3973                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3974                  if (cmp == LT_EXPR)
3975                    code = LE_EXPR;
3976                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3977                  if (cmp == GE_EXPR)
3978                    code = GT_EXPR;
3979                }
3980              if (code != ERROR_MARK
3981                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
3982                {
3983                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3984                    code = MIN_EXPR;
3985                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3986                    code = MAX_EXPR;
3987                }
3988            }
3989          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
3990          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
3991            code = EQ_EXPR;
3992        }
3993    }
3994    (if (code == MAX_EXPR)
3995     (convert (max @1 (convert @2)))
3996     (if (code == MIN_EXPR)
3997      (convert (min @1 (convert @2)))
3998      (if (code == EQ_EXPR)
3999       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4000                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4002 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4004      1) OP is PLUS or MINUS.
4005      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4006      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4008    This pattern also handles special cases like:
4010      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4011         integer zero.  In this case,
4012           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4013           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4014      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4015         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4016         code.
4018    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4019    simplified at the moment because C standard requires additional
4020    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4021    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4022 (for op (plus minus)
4023  (for cmp (lt le gt ge)
4024   (simplify
4025    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4026    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4027     (if (types_match (from_type, to_type)
4028          /* Check if it is special case A).  */
4029          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4030              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4031              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4032              && integer_zerop (@1)
4033              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4034      (with
4035       {
4036         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4037         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4038         wide_int real_c1;
4039         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4040         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4041         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4042         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4044         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4045             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4046             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4047         if (!types_match (from_type, to_type))
4048           {
4049             if (cmp_code == LT_EXPR)
4050               cmp_code = GT_EXPR;
4051             if (cmp_code == GE_EXPR)
4052               cmp_code = LE_EXPR;
4053             c1 = wi::max_value (to_type);
4054           }
4055         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4056            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4057            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4058            if it is undefined.  */
4059         if (op == PLUS_EXPR)
4060           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4061         else
4062           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4064         code = cmp_code;
4065         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4066           {
4067             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4068                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4069             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4070                 && !overflow)
4071               {
4072                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4073                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4074                   code = LT_EXPR;
4075                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4076                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4077                   code = GE_EXPR;
4078               }
4079             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4080                 && !overflow)
4081               {
4082                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4083                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4084                   code = LE_EXPR;
4085                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4086                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4087                   code = GT_EXPR;
4088               }
4089             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4090               {
4091                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4092                   code = MIN_EXPR;
4093                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4094                   code = MAX_EXPR;
4095               }
4096           }
4097       }
4098       (if (code == MAX_EXPR)
4099        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4100            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4101        (if (code == MIN_EXPR)
4102         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4103             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4105 (for cnd (cond vec_cond)
4106  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4107  (simplify
4108   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4109   (cnd @0 @1 @3))
4110  (simplify
4111   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4112   (cnd @0 @1 @3))
4113  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4114  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4115     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4116     The following is still important to merge then and else arm cases
4117     from if-conversion.  */
4118  (simplify
4119   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4120   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4121    (cnd @0 @1 @3)))
4122  (simplify
4123   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4124   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4125    (cnd @0 @3 @4)))
4127  /* A ? B : B -> B.  */
4128  (simplify
4129   (cnd @0 @1 @1)
4130   @1)
4132  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4133  (simplify
4134   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4135   (cnd @0 @2 @1)))
4137 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4138    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4139    Need to handle UN* comparisons.
4141    None of these transformations work for modes with signed
4142    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4143    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4144    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4145    even though the original expressions could be positive or
4146    negative, depending on the sign of A.
4148    Note that all these transformations are correct if A is
4149    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4151 (for cnd (cond vec_cond)
4152  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4153  (for cmp (eq uneq)
4154   (simplify
4155    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4156     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4157      @1))
4158   (simplify
4159    (cnd (cmp @0 zerop) integer_zerop (negate@1 @0))
4160     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4161      @1))
4163  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4164  (for cmp (ne ltgt)
4165   (simplify
4166    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4167     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4168      @0))
4169   (simplify
4170    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4171     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4172      @0))
4174  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4175  (for cmp (ge gt)
4176   (simplify
4177    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4178     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4179          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4180      (abs @0))))
4181  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4182  (for cmp (le lt)
4183   (simplify
4184    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4185     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4186          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4187      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4188           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4189       (with {
4190         tree utype = unsigned_type_for (type);
4191        }
4192        (convert (negate (absu:utype @0))))
4193        (negate (abs @0)))))
4197 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4198 (simplify
4199  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4200  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4201       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4202       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4203       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4204       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4205   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4207 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4208    return all -1 or all 0 results.  */
4209 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4210    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4211 (simplify
4212  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4213  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4214       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4215                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4216       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4217           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4218   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4220 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4221 (simplify
4222  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4223  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4224       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4225                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4226       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4227           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4228   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4231 /* Simplifications of comparisons.  */
4233 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4234    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4235    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4236 (for cmp  (le gt)
4237      acmp (lt ge)
4238  (simplify
4239   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4240   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4241    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4242      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4243                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4244                                                      wi::to_wide (cst)
4245                                                      + 1)); })))))
4246 (for cmp  (ge lt)
4247      acmp (gt le)
4248  (simplify
4249   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4250   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4251    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
4252     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4253                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4254                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
4256 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
4257    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
4258    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
4259    that with expression code iteration.  */
4260 (for cmp (tcc_comparison)
4261      icmp (inverted_tcc_comparison)
4262      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
4263  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
4264     and handle some more cases by using
4265       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
4266     here but for that genmatch would need to "inline" that.
4267     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
4268  (simplify
4269   (bit_not (cmp @0 @1))
4270   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4271        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
4272    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
4273       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
4274       a computed operator in the replacement tree thus we have
4275       to play the trick below.  */
4276    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4277              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4278     (if (ic == icmp)
4279      (icmp @0 @1)
4280      (if (ic == ncmp)
4281       (ncmp @0 @1))))))
4282  (simplify
4283   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
4284   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4285             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4286    (if (ic == icmp)
4287     (icmp @0 @1)
4288     (if (ic == ncmp)
4289      (ncmp @0 @1))))))
4291 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
4292    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
4293    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
4294    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
4295    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
4296 (for cmp (eq ne)
4297  (for sub (minus pointer_diff)
4298   (simplify
4299    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
4300    (if (single_use (@2))
4301     (cmp @0 @1)))))
4303 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
4304    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
4305 (for cmp (lt ge)
4306  (simplify
4307   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
4308    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4309         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4310         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4311     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4312 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
4313    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
4314 (simplify
4315  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
4316   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4317        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4318        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4319    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4321 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
4322    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
4323    often enough for folding it to be of value.  One example is in
4324    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
4325 (for cmp (simple_comparison)
4326      scmp (swapped_simple_comparison)
4327  (simplify
4328   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
4329   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
4330   (if (integer_zerop (@1))
4331    (cmp @1 @2)
4332    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4333         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4334         && single_use (@3))
4335     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
4336     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
4337      (scmp @0 @2)
4338      (cmp @0 @2))))))
4340 /* For integral types with undefined overflow fold
4341    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
4342    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
4343    Z / 2^n Z.  */
4344 (for cmp (eq ne)
4345  (simplify
4346   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4347   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4348        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4349        && wi::to_wide (@1) != 0)
4350    (with { widest_int quot; }
4351     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
4352                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
4353      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
4354      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4355    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4356         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4357         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
4358     (cmp @0
4359      {
4360        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4361        int p = TYPE_PRECISION (itype);
4362        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
4363        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
4364        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
4365                                     p, TYPE_SIGN (itype));
4366        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
4367      })))))
4369 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
4370    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
4371 (for cmp (eq ge le)
4372  (simplify
4373   (cmp @0 @0)
4374   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4375        || ! HONOR_NANS (@0))
4376    { constant_boolean_node (true, type); }
4377    (if (cmp != EQ_EXPR)
4378     (eq @0 @0)))))
4379 (for cmp (ne gt lt)
4380  (simplify
4381   (cmp @0 @0)
4382   (if (cmp != NE_EXPR
4383        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4384        || ! HONOR_NANS (@0))
4385    { constant_boolean_node (false, type); })))
4386 (for cmp (unle unge uneq)
4387  (simplify
4388   (cmp @0 @0)
4389   { constant_boolean_node (true, type); }))
4390 (for cmp (unlt ungt)
4391  (simplify
4392   (cmp @0 @0)
4393   (unordered @0 @0)))
4394 (simplify
4395  (ltgt @0 @0)
4396  (if (!flag_trapping_math)
4397   { constant_boolean_node (false, type); }))
4399 /* x == ~x -> false */
4400 /* x != ~x -> true */
4401 (for cmp (eq ne)
4402  (simplify
4403   (cmp:c @0 (bit_not @0))
4404   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4406 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
4407 (for cmp (simple_comparison)
4408  (simplify
4409   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
4410   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
4411    (cmp @1 @0))))
4413 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
4414 (for cmp (simple_comparison)
4415      scmp (swapped_simple_comparison)
4416  (simplify
4417   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4418   (if (single_use (@2)
4419        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
4420    (scmp @0 (bit_not @1)))))
4422 (for cmp (simple_comparison)
4423  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
4424  (simplify
4425   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
4426   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4427        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4428            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4429        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4430            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
4431    (with
4432     {
4433       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4434       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
4435         {
4436           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
4437           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
4438               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
4439             type1 = float_type_node;
4440           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
4441               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
4442             type1 = double_type_node;
4443         }
4444       tree newtype
4445         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
4446            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
4447     }
4448     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
4449      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
4451  (simplify
4452   (cmp @0 REAL_CST@1)
4453   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
4454   (switch
4455    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
4456    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
4457     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
4458    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
4459    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4460         && ! HONOR_SNANS (@1))
4461     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4462    /* Fold comparisons against infinity.  */
4463    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
4464         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
4465     (with
4466      {
4467        REAL_VALUE_TYPE max;
4468        enum tree_code code = cmp;
4469        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
4470        if (neg)
4471          code = swap_tree_comparison (code);
4472      }
4473      (switch
4474       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
4475       (if (code == GT_EXPR
4476            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4477        { constant_boolean_node (false, type); })
4478       (if (code == LE_EXPR)
4479        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
4480        (if (! HONOR_NANS (@0))
4481         { constant_boolean_node (true, type); }
4482         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
4483            an "invalid" exception.  */
4484         (if (!flag_trapping_math)
4485          (eq @0 @0))))
4486       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
4487          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
4488       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4489            || code == GE_EXPR)
4490        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4491         (if (neg)
4492          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4493          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4494       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
4495       (if (code == LT_EXPR)
4496        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4497         (if (neg)
4498          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4499          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4500       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
4501          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
4502       (if (code == NE_EXPR)
4503        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4504         (if (! HONOR_NANS (@0))
4505          (if (neg)
4506           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4507           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
4508          (if (neg)
4509           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4510           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
4512  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
4513     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
4514     comparison with a revised real constant as long as no overflow
4515     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
4516  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4517   (for op (plus minus)
4518    (simplify
4519     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4520     (with
4521      {
4522        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
4523                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
4524      }
4525      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4526       (cmp @0 { tem; }))))))
4528  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
4529     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
4530     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
4531     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
4532  (if (flag_associative_math)
4533   (simplify
4534    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
4535    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
4536     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4537      (cmp { tem; } @1)))))
4539  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
4540  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
4541   (for sq (SQRT)
4542    (simplify
4543     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
4544     (switch
4545      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4546       (switch
4547        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
4548        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4549         { constant_boolean_node (false, type); })
4550        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
4551           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
4552        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
4553         { constant_boolean_node (true, type); })
4554        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
4555        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
4556      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4557       (switch
4558        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
4559        (if (cmp == LT_EXPR)
4560         { constant_boolean_node (false, type); })
4561        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
4562        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
4563         { constant_boolean_node (true, type); })
4564        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
4565        (if (cmp == LE_EXPR)
4566         (eq @0 @1))
4567        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
4568           == or !=.  In the last case:
4570             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
4572           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
4573           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
4574        (cmp @0 @1)))
4575      (if ((cmp == LT_EXPR
4576            || cmp == LE_EXPR
4577            || cmp == GT_EXPR
4578            || cmp == GE_EXPR)
4579           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4580           /* Give up for -frounding-math.  */
4581           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
4582       (with
4583        {
4584          REAL_VALUE_TYPE c2;
4585          enum tree_code ncmp = cmp;
4586          const real_format *fmt
4587            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
4588          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
4589                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
4590          real_convert (&c2, fmt, &c2);
4591          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
4592             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
4593          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
4594            {
4595              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4596                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
4597              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4598                ncmp = ERROR_MARK;
4599              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4600                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
4601                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
4602              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4603                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
4604                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
4605              else
4606                {
4607                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
4608                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
4609                     to be adjusted.  */
4610                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
4611                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4612                    tow = dconst0;
4613                  else
4614                    real_inf (&tow);
4615                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
4616                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
4617                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
4618                    ncmp = ERROR_MARK;
4619                  else
4620                    {
4621                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4622                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
4623                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4624                        ncmp = ERROR_MARK;
4625                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
4626                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
4627                        c2 = c2alt;
4628                    }
4629                }
4630            }
4631        }
4632        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4633         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4634          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
4635          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
4636           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4637           { constant_boolean_node (false, type); })
4638          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
4639          (if (ncmp != ERROR_MARK)
4640           (if (ncmp == GE_EXPR)
4641            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4642            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4643         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
4644         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4645          (switch
4646           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
4647              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
4648           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4649            { constant_boolean_node (true, type); })
4650           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
4651              don't care about NaNs.  */
4652           (if (! HONOR_NANS (@0))
4653            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4654           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
4655              don't care about Infinities.  */
4656           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4657            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4658           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4659           (if (GENERIC)
4660            (truth_andif
4661             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4662             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4663          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4664          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4665           (if (ncmp == LT_EXPR)
4666            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4667            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4668           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4669           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4670            (if (ncmp == LT_EXPR)
4671             (truth_andif
4672              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4673              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4674             (truth_andif
4675              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4676              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4677    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4678    (simplify
4679     (cmp (sq @0) (sq @1))
4680       (if (! HONOR_NANS (@0))
4681         (cmp @0 @1))))))
4683 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4684 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4685      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4686  (simplify
4687   (cmp (float@0 @1) (float @2))
4688    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4689         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4690     (with
4691      {
4692        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
4693        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4694        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
4695        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
4696        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
4697      }
4698      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
4699           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
4700       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
4701        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
4702        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
4703             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
4704         (icmp @1 (convert @2))
4705         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
4706              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
4707          (icmp (convert:type2 @1) @2)
4708          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
4709               && type1_signed_p == type2_signed_p)
4710           (icmp @1 @2))))))))))
4712 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
4713 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
4714      icmp (le le eq ne ge ge)
4715  (simplify
4716   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
4717    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4718         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4719     (with
4720      {
4721        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4722        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
4723        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4724        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
4725           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
4726           TODO: relax under -fno-trapping-math or
4727           -fno-signaling-nans.  */
4728        bool exception_p
4729          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
4730                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
4731      }
4732      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
4733         -fno-trapping-math.  */
4734      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
4735       (with
4736        {
4737          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
4738          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
4739          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
4740          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
4742          REAL_VALUE_TYPE icst;
4743          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4744            real_ceil (&icst, fmt, cst);
4745          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4746            real_floor (&icst, fmt, cst);
4747          else
4748            real_trunc (&icst, fmt, cst);
4750          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
4752          bool overflow_p = false;
4753          wide_int icst_val
4754            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
4755        }
4756        (switch
4757         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
4758         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
4759          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4760                                   type); })
4761         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
4762          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4763                                   type); })
4764         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
4765         (if (cst_int_p)
4766          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
4767                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
4768         )
4769         /* When CST is fractional, optimize
4770             (FTYPE) N == CST -> 0
4771             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
4772         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4773          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4774         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
4775         (with
4776          {
4777            gcc_checking_assert (!overflow_p);
4778          }
4779          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
4781 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
4782 (for cmp (eq ne)
4783  (simplify
4784   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
4785   (if (!integer_zerop (@1))
4786    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
4787     (cmp @0 @2)
4788     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4789      (with
4790       {
4791         wi::overflow_type ovf;
4792         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4793                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4794       }
4795       (if (ovf)
4796        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4797        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
4798 (for cmp (lt le gt ge)
4799  (simplify
4800   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4801   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4802    (with
4803     {
4804       wi::overflow_type ovf;
4805       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4806                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4807     }
4808     (if (ovf)
4809      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
4810                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
4811                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
4812      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
4814 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
4816    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
4817    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
4818    multiplication computed modulo 2^size.
4819    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
4820 (for cmp  (lt le gt ge)
4821      cmp2 (ge ge lt lt)
4822  (simplify
4823   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4824   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
4825        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4826        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4827    (with
4828     {
4829       tree utype = TREE_TYPE (@2);
4830       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
4831       wide_int right = wi::to_wide (@2);
4832       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4833       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4834       bool small = wi::leu_p (right, smax);
4835       bool large = wi::geu_p (right, smin);
4836     }
4837     (if (small || large)
4838      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
4839      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
4841 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
4842 (simplify
4843  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
4844  (if (types_match (@0, @1))
4845   (unordered @0 @1)))
4846 (simplify
4847  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
4848  (if (types_match (@0, @1))
4849   (ordered @0 @1)))
4850 (simplify
4851  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
4852  @2)
4853 (simplify
4854  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
4855  @2)
4857 /* Simple range test simplifications.  */
4858 /* A < B || A >= B -> true.  */
4859 (for test1 (lt le le le ne ge)
4860      test2 (ge gt ge ne eq ne)
4861  (simplify
4862   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4863   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4864        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4865    { constant_boolean_node (true, type); })))
4866 /* A < B && A >= B -> false.  */
4867 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
4868      test2 (ge gt eq gt eq gt)
4869  (simplify
4870   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4871   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4872        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4873    { constant_boolean_node (false, type); })))
4875 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
4876    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
4878    Note that comparisons
4879      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
4880      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
4881    will be canonicalized to above so there's no need to
4882    consider them here.
4883  */
4885 (for cmp (le gt)
4886      eqcmp (eq ne)
4887  (simplify
4888   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4889   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4890    (with
4891     {
4892      tree ty = TREE_TYPE (@0);
4893      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
4894      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
4895      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
4896      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
4897     }
4898     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
4899          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
4900       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
4901              { build_zero_cst (ty); }))))))
4903 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
4904 (for cmp (tcc_comparison)
4905      scmp (swapped_tcc_comparison)
4906  (simplify
4907   (cmp (negate @0) (negate @1))
4908   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4909        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4910            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4911    (scmp @0 @1)))
4912  (simplify
4913   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4914   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4915        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4916            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4917    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
4918     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4919      (scmp @0 { tem; }))))))
4921 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
4922 (for op (eq ne)
4923  (simplify
4924   (op (abs @0) zerop@1)
4925   (op @0 @1)))
4927 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
4928    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
4929 (for cmp (simple_comparison)
4930  (simplify
4931   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
4932   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4933        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
4934           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
4935        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
4936             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4937                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
4938                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
4939                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
4940        && single_use (@0))
4941    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4942         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4943             || @1 != @10)
4944         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4945             || cmp == NE_EXPR
4946             || cmp == EQ_EXPR)
4947         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
4948     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
4949        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
4950        constant which fold_convert produces.  */
4951     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4952      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
4953                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
4954      (cmp @00 (convert @1)))
4956     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
4957      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
4958      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4959            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4960            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4961                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
4962           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
4963               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
4964                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
4965                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4966                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
4967               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4968                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4969                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
4970       (cmp @00 (convert @10))
4971       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4972            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4973            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
4974        (with
4975         {
4976           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4977           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4978           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
4979           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
4980         }
4981         (if (above || below)
4982          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4983           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
4984           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4985            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
4986            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4987             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
4989 (for cmp (eq ne)
4990  (simplify
4991   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
4992   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
4993   (with
4994    { poly_int64 off; tree base; }
4995    /* A local variable can never be pointed to by
4996       the default SSA name of an incoming parameter.  */
4997    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
4998         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
4999         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
5000         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5001         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5002     (if (cmp == NE_EXPR)
5003      { constant_boolean_node (true, type); }
5004      { constant_boolean_node (false, type); })
5005     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5006     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
5007          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5008          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5009      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5010       (if (known_ne (off, 0))
5011        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5012        (if (known_eq (off, 0))
5013         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5015 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5016 (for cmp (eq ne)
5018  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5019     Similarly for NE_EXPR.  */
5020  (simplify
5021   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5022   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5023        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5024    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5026  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5027  (simplify
5028   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5029   (cmp @0 @1))
5031  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5032     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5033  (simplify
5034   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5035   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5037 #if GIMPLE
5038  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5039  (simplify
5040   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5041   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5042  (simplify
5043   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5044   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5045        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5046        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5047        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5048        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5049        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5050    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5051         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5053  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5054  (simplify
5055   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5056   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5057 #endif
5059  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5060  (simplify
5061   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5062   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5063    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5065  (simplify
5066   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5067   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5068    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5070  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5071  (simplify
5072   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5073   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5075 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5076    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5077    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5078    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5079 (for cmp (eq ne)
5080      ncmp (ge lt)
5081  (for sgncmp (ge lt)
5082   (simplify
5083    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5084    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5085         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5086         && types_match (@0, @1))
5087     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5088 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5089    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5090 (for cmp (eq ne)
5091      ncmp (lt ge)
5092  (simplify
5093   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5094    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5095         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5096         && types_match (@0, @1))
5097     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5099 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5100    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5101 (for cmp (eq ne)
5102      icmp (ne eq)
5103  (simplify
5104   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5105   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5107 (for cmp (ge lt)
5108 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5109 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5110  (simplify
5111   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5112    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5113         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5114         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5115         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5116     (with
5117      {
5118        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5119      }
5120     (if (cmp == LT_EXPR)
5121      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5122      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5123 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5124 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5125  (simplify
5126   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5127    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5128         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5129         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5130         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5131     (with
5132      {
5133        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5134      }
5135     (if (cmp == GE_EXPR)
5136      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5137      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5139 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5140    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5141 (simplify
5142  (cond
5143   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5144   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5145  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5146   (with {
5147      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5148                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5149    }
5150    (if (shift > 0)
5151     (bit_and
5152      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5153     (bit_and
5154      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5155      @2)))))
5157 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5158    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5159 (for cmp (eq ne)
5160      ncmp (ge lt)
5161  (simplify
5162   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5163   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5164        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5165        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5166        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5167    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5168     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5170 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5171    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5172 (simplify
5173  (cond
5174   (lt @0 integer_zerop)
5175   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5176  (if (integer_pow2p (@1)
5177       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5178   (with {
5179     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5180    }
5181    (if (shift >= 0)
5182     (bit_and
5183      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
5184      @1)
5185     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
5186        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
5187     (bit_and (convert @0) @1)))))
5189 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
5190    This implements some remaining parts of fold_comparison address
5191    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
5192    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
5193 (for cmp (simple_comparison)
5194  (simplify
5195   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
5196   (with
5197    {
5198      poly_int64 off0, off1;
5199      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
5200      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
5201      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
5202        {
5203          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
5204          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
5205        }
5206      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
5207        {
5208          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
5209          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
5210        }
5211    }
5212    (if (base0 && base1)
5213     (with
5214      {
5215        int equal = 2;
5216        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
5217           the value expressions might point to fields/elements
5218           of other vars etc.  */
5219        if (GENERIC
5220            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
5221                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
5222          ;
5223        else if (decl_in_symtab_p (base0)
5224                 && decl_in_symtab_p (base1))
5225          equal = symtab_node::get_create (base0)
5226                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
5227        else if ((DECL_P (base0)
5228                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
5229                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
5230                 && (DECL_P (base1)
5231                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
5232                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
5233          equal = (base0 == base1);
5234        if (equal == 0)
5235          {
5236            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
5237            off0.is_constant (&ioff0);
5238            off1.is_constant (&ioff1);
5239            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
5240                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
5241                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
5242                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
5243                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
5244                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
5245                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
5246                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
5247                       will not end up being string-merged.  */
5248                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
5249                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
5250                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
5251                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
5252              ;
5253            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
5254              equal = 2;
5255            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
5256              equal = 2;
5257            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
5258               valid equalities where one pointer is the offset zero
5259               of one object and the other to one past end of another one.  */
5260            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
5261              ;
5262            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
5263               variables.  */
5264            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
5265              ;
5266            else
5267              {
5268                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
5269                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
5270                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
5271                   punt.  */
5272                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
5273                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
5274                  equal = 2;
5275                else
5276                  {
5277                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
5278                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
5279                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
5280                       of one object and the other is pointing to one past the
5281                       last byte of the other object, punt.  */
5282                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
5283                      equal = 2;
5284                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
5285                      equal = 2;
5286                    /* If both offsets are the same, there are some cases
5287                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
5288                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
5289                    if (equal == 2
5290                        && known_eq (off0, off1)
5291                        && (known_ne (off0, 0)
5292                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
5293                      equal = 0;
5294                  }
5295              }
5296          }
5297      }
5298      (if (equal == 1
5299           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5300               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
5301               || known_eq (off0, off1)
5302               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5303                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
5304               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5305                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
5306       (switch
5307        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5308         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
5309        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5310         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
5311        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
5312         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
5313        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
5314         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
5315        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
5316         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
5317        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
5318         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
5319       (if (equal == 0)
5320         (switch
5321          (if (cmp == EQ_EXPR)
5322           { constant_boolean_node (false, type); })
5323          (if (cmp == NE_EXPR)
5324           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
5326 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
5327 (for neeq (ne eq)
5328  (simplify
5329   (neeq @0 @1)
5330   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5331        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
5332    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
5334 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
5335    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
5336    Disable the transform if either operand is pointer to function.
5337    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
5338    canonicalizaion is not wanted.  */
5340 (for cmp (ne eq)
5341  (simplify
5342   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
5343   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5344          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5345          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5346          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
5347             type when sanitizing.  See PR101210.  */
5348          && !(GENERIC
5349               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
5350               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
5351         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5352             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5353             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
5354        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
5355    (cmp @0 (convert @1)))))
5357 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
5358 (for cmp (lt gt le ge)
5359  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
5360     the specified precision will have known values.  */
5361  (simplify
5362   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
5363   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5364         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5365         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5366        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
5367    (with
5368     {
5369       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
5370       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
5371       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
5372       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
5373       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
5374       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
5375     }
5376     (switch
5377      (if (wi::to_wide (cst) == max)
5378       (switch
5379        (if (cmp == GT_EXPR)
5380         { constant_boolean_node (false, type); })
5381        (if (cmp == GE_EXPR)
5382         (eq @2 @1))
5383        (if (cmp == LE_EXPR)
5384         { constant_boolean_node (true, type); })
5385        (if (cmp == LT_EXPR)
5386         (ne @2 @1))))
5387      (if (wi::to_wide (cst) == min)
5388       (switch
5389        (if (cmp == LT_EXPR)
5390         { constant_boolean_node (false, type); })
5391        (if (cmp == LE_EXPR)
5392         (eq @2 @1))
5393        (if (cmp == GE_EXPR)
5394         { constant_boolean_node (true, type); })
5395        (if (cmp == GT_EXPR)
5396         (ne @2 @1))))
5397      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
5398       (switch
5399        (if (cmp == GT_EXPR)
5400         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5401                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5402                                                       wi::to_wide (cst)
5403                                                       + 1)); }))
5404        (if (cmp == LE_EXPR)
5405         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5406                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5407                                                       wi::to_wide (cst)
5408                                                       + 1)); }))))
5409      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
5410       (switch
5411        (if (cmp == GE_EXPR)
5412         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5413                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5414                                                       wi::to_wide (cst)
5415                                                       - 1)); }))
5416        (if (cmp == LT_EXPR)
5417         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5418                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5419                                                       wi::to_wide (cst)
5420                                                       - 1)); }))))
5421      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
5422           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
5423           /* We will flip the signedness of the comparison operator
5424              associated with the mode of @1, so the sign bit is
5425              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
5426              max associated with this sign bit.  */
5427           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
5428           /* signed_type does not work on pointer types.  */
5429           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
5430       /* The following case also applies to X < signed_max+1
5431          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
5432       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5433        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5434         (switch
5435          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
5436           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5437          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
5438           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5439          (if (cmp == LE_EXPR)
5440           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5441          (if (cmp == GT_EXPR)
5442           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
5444 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5445  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
5446  (simplify
5447   (cmp @0 REAL_CST@1)
5448   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5449        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
5450    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
5451                             ? false : true, type); })))
5453 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5454 (simplify
5455   (unordered @0 @1)
5456   (switch
5457     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5458         { constant_boolean_node (true, type); })
5459     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5460         { constant_boolean_node (false, type); })))
5462 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5463 (simplify
5464   (ordered @0 @1)
5465   (switch
5466     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5467         { constant_boolean_node (false, type); })
5468     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5469         { constant_boolean_node (true, type); })))
5471 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
5472 (simplify
5473  (ne @0 integer_zerop)
5474  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5475       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5476   (non_lvalue @0)))
5477 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
5478 (simplify
5479  (eq @0 integer_onep)
5480  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5481       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5482   (non_lvalue @0)))
5483 /* Do not handle
5484    bool_var == 0 becomes !bool_var or
5485    bool_var != 1 becomes !bool_var
5486    here because that only is good in assignment context as long
5487    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
5488    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
5489    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
5491 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
5492    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
5493    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
5494    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
5495 (for cmp (lt le ge gt)
5496      out (gt gt le le)
5497  (simplify
5498   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
5499   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
5500        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
5501        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
5502        && wi::to_wide (@1) != 0
5503        && single_use (@2))
5504    (with {
5505      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
5506      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
5507     }
5508     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
5509                                 wi::max_value (prec, sign)
5510                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
5512 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
5513    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
5514    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
5515 (for cmp (gt le)
5516  (simplify
5517   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
5518   (if (single_use (@2)
5519        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5520        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5521    (cmp @1 @0))))
5523 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
5524 (for cmp (ge lt)
5525  (simplify
5526   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
5527    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5528         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5529     (cmp @1 @0))))
5531 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
5532 /* A - B > A  */
5533 (for cmp (gt le)
5534      out (ne eq)
5535  (simplify
5536   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
5537   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5538        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5539    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5540 /* A + B < A  */
5541 (for cmp (lt ge)
5542      out (ne eq)
5543  (simplify
5544   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
5545   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5546        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5547    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5549 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
5550    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5551 (for cmp (lt ge)
5552      out (ne eq)
5553  (simplify
5554   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
5555   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5556    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5557     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5559 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
5560    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
5561    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5562 (for cmp (eq ne)
5563  (simplify
5564   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
5565        integer_zerop)
5566   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5567        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5568        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5569        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
5570            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5571        && tree_fits_uhwi_p (@2)
5572        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5573        && types_match (@0, @1)
5574        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5575        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
5576            != CODE_FOR_nothing))
5577    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5578     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5580 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
5581    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
5582    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
5583    section that follows this one.
5585    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
5586    the following:
5588    - the rule describes an identity
5590    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
5591      multiplication
5593    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
5594      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
5595      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
5596      when the operand has that value.)  */
5598 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5599  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
5600  (simplify
5601   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
5602   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5603    @0))
5605  (for op (plus minus)
5606   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
5607   (simplify
5608    (op (rdiv @0 @1)
5609        (rdiv @2 @1))
5610    (rdiv (op @0 @2) @1)))
5612  (for cmp (lt le gt ge)
5613       neg_cmp (gt ge lt le)
5614   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
5615   (simplify
5616    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5617    (with
5618     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
5619     (if (tem
5620          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
5621               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
5622      (switch
5623       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5624        (cmp @0 { tem; }))
5625       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5626        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
5628  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
5629  (for root (SQRT CBRT)
5630   (simplify
5631    (mult (root:s @0) (root:s @1))
5632     (root (mult @0 @1))))
5634  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
5635  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5636   (simplify
5637    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
5638     (exps (plus @0 @1))))
5640  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
5641  (for root (SQRT CBRT)
5642   (simplify
5643    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
5644     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
5646  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
5647  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5648   (simplify
5649    (rdiv @0 (exps:s @1))
5650     (mult @0 (exps (negate @1)))))
5652  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5653       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5654   /* logN(expN(x)) -> x.  */
5655   (simplify
5656    (logs (exps @0))
5657    @0)
5658   /* expN(logN(x)) -> x.  */
5659   (simplify
5660    (exps (logs @0))
5661    @0))
5663  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
5664     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
5665     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
5666  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
5667       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
5668   (simplify
5669    (logs (exps @0))
5670    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5671     (with {
5672       tree x;
5673       switch (exps)
5674         {
5675         CASE_CFN_EXP:
5676           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
5677           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
5678           break;
5679         CASE_CFN_EXP2:
5680           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
5681           x = build_real (type, dconst2);
5682           break;
5683         CASE_CFN_EXP10:
5684         CASE_CFN_POW10:
5685           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
5686           {
5687             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
5688             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
5689             x = build_real (type, dconst10);
5690           }
5691           break;
5692         default:
5693           gcc_unreachable ();
5694         }
5695       }
5696      (mult (logs { x; }) @0)))))
5698  (for logs (LOG LOG
5699             LOG2 LOG2
5700             LOG10 LOG10)
5701       exps (SQRT CBRT)
5702   (simplify
5703    (logs (exps @0))
5704    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5705     (with {
5706       tree x;
5707       switch (exps)
5708         {
5709         CASE_CFN_SQRT:
5710           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
5711           x = build_real (type, dconsthalf);
5712           break;
5713         CASE_CFN_CBRT:
5714           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
5715           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
5716           break;
5717         default:
5718           gcc_unreachable ();
5719         }
5720       }
5721      (mult { x; } (logs @0))))))
5723  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
5724  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
5725       pows (POW)
5726   (simplify
5727    (logs (pows @0 @1))
5728    (mult @1 (logs @0))))
5730  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
5731     or if C is a positive power of 2,
5732     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
5733 #if GIMPLE
5734  (for pows (POW)
5735       exps (EXP)
5736       logs (LOG)
5737       exp2s (EXP2)
5738       log2s (LOG2)
5739   (simplify
5740    (pows REAL_CST@0 @1)
5741    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5742         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
5743         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
5744            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5745            beneficial for all constants to postpone this until later,
5746            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5747            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5748            pessimization.  */
5749         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5750     (with {
5751        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5752        bool use_exp2 = false;
5753        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
5754            && value->cl == rvc_normal)
5755          {
5756            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5757            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
5758            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
5759              use_exp2 = true;
5760          }
5761      }
5762      (if (!use_exp2)
5763       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
5764        (exps (mult (logs @0) @1)))
5765       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
5766 #endif
5768  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
5769  (for pows (POW)
5770       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5771       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5772   (simplify
5773    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
5774    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5775         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5776     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
5778  (for sqrts (SQRT)
5779       cbrts (CBRT)
5780       pows (POW)
5781       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5782   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
5783   (simplify
5784    (sqrts (exps @0))
5785    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
5786   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
5787   (simplify
5788    (cbrts (exps @0))
5789    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5790   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
5791   (simplify
5792    (pows (exps @0) @1)
5793    (exps (mult @0 @1))))
5795  /* tan(atan(x)) -> x.  */
5796  (for tans (TAN)
5797       atans (ATAN)
5798   (simplify
5799    (tans (atans @0))
5800    @0)))
5802  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
5803  (for sins (SIN)
5804       atans (ATAN)
5805       sqrts (SQRT)
5806       copysigns (COPYSIGN)
5807   (simplify
5808    (sins (atans:s @0))
5809    (with
5810      {
5811       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5812       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5813       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5814       tree t_one = build_one_cst (type);
5815      }
5816     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5817      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5818       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5819       (copysigns { t_one; } @0))))))
5821 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
5822  (for coss (COS)
5823       atans (ATAN)
5824       sqrts (SQRT)
5825       copysigns (COPYSIGN)
5826   (simplify
5827    (coss (atans:s @0))
5828    (with
5829      {
5830       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5831       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5832       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5833       tree t_one = build_one_cst (type);
5834       tree t_zero = build_zero_cst (type);
5835      }
5836     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5837      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5838       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5839       (copysigns { t_zero; } @0))))))
5841  (if (!flag_errno_math)
5842   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
5843   (for sinhs (SINH)
5844        atanhs (ATANH)
5845        sqrts (SQRT)
5846    (simplify
5847     (sinhs (atanhs:s @0))
5848     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5849     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
5851   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
5852   (for coshs (COSH)
5853        atanhs (ATANH)
5854        sqrts (SQRT)
5855    (simplify
5856     (coshs (atanhs:s @0))
5857     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5858     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
5860 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
5861 (simplify
5862  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
5863  (abs @0))
5865 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
5866 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5867  (simplify
5868   (fns (fns @0))
5869   (fns @0)))
5870 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
5871 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5872  (simplify
5873   (fns integer_valued_real_p@0)
5874   @0))
5876 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
5877 (simplify
5878  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
5879  (abs @0))
5881 /* pow(1,x) -> 1.  */
5882 (simplify
5883  (POW real_onep@0 @1)
5884  @0)
5886 (simplify
5887  /* copysign(x,x) -> x.  */
5888  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
5889  @0)
5891 (simplify
5892  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
5893  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
5894  @1)
5896 (simplify
5897  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
5898  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
5899  (abs @0))
5901 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
5902  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
5903  (simplify
5904   (scale real_zerop@0 @1)
5905   @0)
5906  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
5907  (simplify
5908   (scale @0 integer_zerop@1)
5909   @0)
5910  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
5911  (simplify
5912   (scale REAL_CST@0 @1)
5913   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5914    @0)))
5916 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
5917    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
5919    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
5920    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
5921    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
5922    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
5924 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
5925  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
5926  (simplify
5927   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
5928    (SIN @0))
5930  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
5931  (simplify
5932   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
5933   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5934    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
5936  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
5937  (simplify
5938   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
5939    (TAN @0))
5941  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
5942  (simplify
5943   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
5944    (TANH @0))
5946  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
5947  (simplify
5948    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
5949    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
5951  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
5952  (simplify
5953   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
5954    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
5956  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
5957  (simplify
5958   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
5959   (if (! HONOR_NANS (@0)
5960        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5961    (COS @0)))
5963  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
5964  (simplify
5965   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
5966   (if (! HONOR_NANS (@0)
5967        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5968    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
5970  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
5971  (simplify
5972   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
5973    (POW @0 (plus @1 @2)))
5975  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
5976  (simplify
5977   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
5978    (POW (mult @0 @2) @1))
5980  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
5981  (simplify
5982   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
5983    (POWI (mult @0 @2) @1))
5985  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
5986  (simplify
5987   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
5988   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5989    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
5991  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
5992  (simplify
5993   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
5994    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
5996  (for sqrts (SQRT)
5997       cbrts (CBRT)
5998       pows (POW)
5999   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6000   (simplify
6001    (sqrts (sqrts @0))
6002    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6003   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6004   (simplify
6005    (sqrts (cbrts @0))
6006    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6007   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6008   (simplify
6009    (cbrts (sqrts @0))
6010    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6011   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6012   (simplify
6013    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6014    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6015   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6016   (simplify
6017    (sqrts (pows @0 @1))
6018    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6019   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6020   (simplify
6021    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6022    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6023   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6024   (simplify
6025    (pows (sqrts @0) @1)
6026    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6027   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6028   (simplify
6029    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6030    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6031   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6032   (simplify
6033    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6034    (pows @0 (mult @1 @2))))
6036  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6037  (simplify
6038   (CABS (complex @0 @0))
6039   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6041  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6042  (simplify
6043   (HYPOT @0 @0)
6044   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6046  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6047  (for cexps (CEXP)
6048       exps (EXP)
6049       cexpis (CEXPI)
6050   (simplify
6051    (cexps compositional_complex@0)
6052    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6053     (complex
6054      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6055      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6057 (if (canonicalize_math_p ())
6058  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6059  (for floors (FLOOR_ALL)
6060       truncs (TRUNC_ALL)
6061   (simplify
6062    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6063    (truncs @0))))
6065 (match double_value_p
6066  @0
6067  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6068 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6069             BUILT_IN_FLOORL
6070             BUILT_IN_CEILL
6071             BUILT_IN_ROUNDL
6072             BUILT_IN_NEARBYINTL
6073             BUILT_IN_RINTL)
6074      tos (BUILT_IN_TRUNC
6075           BUILT_IN_FLOOR
6076           BUILT_IN_CEIL
6077           BUILT_IN_ROUND
6078           BUILT_IN_NEARBYINT
6079           BUILT_IN_RINT)
6080  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6081  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6082   (simplify
6083    (froms (convert double_value_p@0))
6084    (convert (tos @0)))))
6086 (match float_value_p
6087  @0
6088  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6089 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6090             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6091             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6092             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6093             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6094             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6095      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6096           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6097           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6098           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6099           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6100           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6101  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6102     if x is a float.  */
6103  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6104       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6105   (simplify
6106    (froms (convert float_value_p@0))
6107    (convert (tos @0)))))
6109 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6110      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6111  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6112  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6113   (simplify
6114    (froms (convert double_value_p@0))
6115    (tos @0))))
6117 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6118             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6119      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6120  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6121     if x is a float.  */
6122  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6123   (simplify
6124    (froms (convert float_value_p@0))
6125    (tos @0))))
6127 (if (canonicalize_math_p ())
6128  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6129  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6130   (simplify
6131    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6132    (fix_trunc @0))))
6134 (if (canonicalize_math_p ())
6135  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6136  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6137            ICEIL LCEIL LLCEIL
6138            IROUND LROUND LLROUND)
6139   (simplify
6140    (fns integer_valued_real_p@0)
6141    (fix_trunc @0)))
6142  (if (!flag_errno_math)
6143   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6144   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
6145    (simplify
6146     (rints integer_valued_real_p@0)
6147     (fix_trunc @0)))))
6149 (if (canonicalize_math_p ())
6150  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
6151       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
6152       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
6153   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
6154      sizeof (int) == sizeof (long).  */
6155   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
6156        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6157    (simplify
6158     (ifn @0)
6159     (lfn:long_integer_type_node @0)))
6160   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
6161      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
6162   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
6163        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6164    (simplify
6165     (llfn @0)
6166     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
6168 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
6169 (simplify
6170  (CPROJ @0)
6171  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
6172    @0))
6174 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
6175    nonnegative, return (inf + 0i).  */
6176 (simplify
6177  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
6178  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6179   { build_complex_inf (type, false); }))
6181 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
6182 (simplify
6183  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
6184  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6185   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
6187 (for pows (POW)
6188      sqrts (SQRT)
6189      cbrts (CBRT)
6190  (simplify
6191   (pows @0 REAL_CST@1)
6192   (with {
6193     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
6194     REAL_VALUE_TYPE tmp;
6195    }
6196    (switch
6197     /* pow(x,0) -> 1.  */
6198     (if (real_equal (value, &dconst0))
6199      { build_real (type, dconst1); })
6200     /* pow(x,1) -> x.  */
6201     (if (real_equal (value, &dconst1))
6202      @0)
6203     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
6204     (if (real_equal (value, &dconstm1))
6205      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
6206     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
6207     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6208          && canonicalize_math_p ()
6209          && real_equal (value, &dconsthalf))
6210      (sqrts @0))
6211     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
6212     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6213          && canonicalize_math_p ()
6214          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
6215              real_equal (value, &tmp)))
6216      (cbrts @0))))))
6218 /* powi(1,x) -> 1.  */
6219 (simplify
6220  (POWI real_onep@0 @1)
6221  @0)
6223 (simplify
6224  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
6225  (switch
6226   /* powi(x,0) -> 1.  */
6227   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
6228    { build_real (type, dconst1); })
6229   /* powi(x,1) -> x.  */
6230   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
6231    @0)
6232   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
6233   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
6234    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
6236 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
6238    These are conceptually similar to the transformations performed for
6239    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
6240    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
6242 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
6243    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
6244    is the widest mode from all of these.  */
6245 (for op (plus minus mult rdiv)
6246  (simplify
6247    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
6248    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
6249       both operands are widening conversions from the same type as the outer
6250       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
6251       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
6252       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
6253    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6254         && op != MULT_EXPR
6255         && op != RDIV_EXPR
6256         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6257            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
6258         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6259         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6260         /* The precision of the type of each operand must match the
6261            precision of the mode of each operand, similarly for the
6262            result.  */
6263         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6264         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
6265         && type_has_mode_precision_p (type)
6266         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6267         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
6268         && types_match (@1, type)
6269         && (types_match (@1, @2)
6270             /* Or the second operand is const integer or converted const
6271                integer from valueize.  */
6272             || poly_int_tree_p (@4)))
6273      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
6274        (op @1 (convert @2))
6275        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6276         (convert (op (convert:utype @1)
6277                      (convert:utype @2)))))
6278      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
6279           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6280                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
6281       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
6282               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
6283               tree itype = TREE_TYPE (@0);
6284               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
6285               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
6286               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
6287         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
6288              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
6289          (with { tree newtype = type;
6290                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
6291                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
6292                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
6293                    newtype = dfloat32_type_node;
6294                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
6295                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
6296                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
6297                    newtype = dfloat64_type_node;
6298                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
6299                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
6300                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
6301                    newtype = dfloat128_type_node; }
6302           (if ((newtype == dfloat32_type_node
6303                 || newtype == dfloat64_type_node
6304                 || newtype == dfloat128_type_node)
6305               && newtype == type
6306               && types_match (newtype, type))
6307             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
6308             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
6309                       newtype = ty1;
6310                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
6311                       newtype = ty2; }
6312                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
6313                   change results through affecting double rounding
6314                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
6315                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
6316                   + (long double)double) converted to
6317                   (float)(double + double), the transformation is
6318                   unsafe regardless of the details of the types
6319                   involved; double rounding can arise if the result
6320                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
6321                   between two representable TYPE values but the
6322                   exact value is sufficiently different (in the
6323                   right direction) for this difference to be
6324                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
6325                   same as TYPE, however, the transformation may be
6326                   safe depending on the types involved: it is safe
6327                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
6328                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
6329                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
6330                   exponent range for the product or ratio of two
6331                   values representable in the TYPE to be within the
6332                   range of normal values of ITYPE.  */
6333               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
6334                    && (flag_unsafe_math_optimizations
6335                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
6336                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
6337                                                            TYPE_MODE (type))
6338                            && !excess_precision_type (newtype)))
6339                    && !types_match (itype, newtype))
6340                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
6341                                    (convert:newtype @2)))
6342          )))) )
6343    ))
6346 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
6347    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
6348    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
6349    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
6350    arithmetic operation.  */
6351 (for op (minus plus)
6352  (simplify
6353   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
6354   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6355        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6356           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
6357        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6358        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6359        /* The precision of the type of each operand must match the
6360           precision of the mode of each operand, similarly for the
6361           result.  */
6362        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6363        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6364        && type_has_mode_precision_p (type)
6365        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6366        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6367        && types_match (@0, @1)
6368        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
6369            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6370        && (wi::to_wide (@4)
6371            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
6372                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
6373    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
6374     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
6375      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
6376     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6377      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
6378                (convert:utype @4))))))))
6380 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
6381    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
6382 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
6383      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
6384      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
6385  (simplify
6386   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
6387   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6388        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
6389    (op @0 (ext @1 @2)))))
6391 (simplify
6392  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
6393  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
6394  { integer_zero_node; })
6396 (simplify
6397  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
6398  (SIGNBIT @0)
6399  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
6400   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
6402 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
6403 (for cmp (eq ne)
6404  (for op (plus minus)
6405       rop (minus plus)
6406   (simplify
6407    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
6408    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
6409         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
6410         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
6411         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
6412     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
6413      (if (TREE_OVERFLOW (res)
6414           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
6415       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
6416       (if (single_use (@3))
6417        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
6418                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
6419 (for cmp (lt le gt ge)
6420  (for op (plus minus)
6421       rop (minus plus)
6422   (simplify
6423    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
6424    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
6425         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
6426     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
6427      (if (TREE_OVERFLOW (res))
6428       {
6429         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
6430                                 "when simplifying conditional to constant"),
6431                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
6432         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
6433         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
6434         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
6435                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
6436                         != (op == MINUS_EXPR);
6437         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
6438       }
6439       (if (single_use (@3))
6440        (with
6441         {
6442           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
6443                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
6444                                   "X cmp C2 -+ C1"),
6445                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
6446         }
6447         (cmp @0 { res; })))))))))
6449 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
6451 (simplify
6452  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
6453  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
6455 (simplify
6456  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
6457  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
6459 (simplify
6460  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
6461  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
6462   (view_convert @0)))
6464 (simplify
6465  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
6466  (switch
6467   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
6468        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6469    (switch
6470     (if (integer_zerop (@2))
6471      (view_convert (realpart @0)))
6472     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6473      (view_convert (imagpart @0)))))
6474   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6475        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
6476        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
6477        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
6478        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
6479        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
6480             && integer_zerop (@2))
6481            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
6482               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
6483            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
6484                /* But only do this after vectorization.  */
6485                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
6486                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
6487                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
6488                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
6489                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
6490                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6491                                             - TYPE_PRECISION (type))
6492                                          : 0)) == 0)))
6493    (convert @0))))
6495 /* Simplify vector extracts.  */
6497 (simplify
6498  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
6499  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6500       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
6501       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
6502            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6503           || (VECTOR_TYPE_P (type)
6504               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
6505                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
6506   (with
6507    {
6508      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
6509                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
6510      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
6511      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
6512      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
6513      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
6514    }
6515    (if (n != 0
6516         && (idx % width) == 0
6517         && (n % width) == 0
6518         && known_le ((idx + n) / width,
6519                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
6520     (with
6521      {
6522        idx = idx / width;
6523        n = n / width;
6524        /* Constructor elements can be subvectors.  */
6525        poly_uint64 k = 1;
6526        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
6527          {
6528            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
6529            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
6530              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
6531          }
6532        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
6533      }
6534      (switch
6535       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
6536       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
6537        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
6538         { build_zero_cst (type); }
6539         (if (count == 1)
6540          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
6541           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
6542           { build_zero_cst (type); })
6543          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
6544             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
6545             uniform.  */
6546          (if (single_use (@0))
6547           (with
6548             {
6549               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
6550               vec_alloc (vals, count);
6551               bool constant_p = true;
6552               tree res;
6553               for (unsigned i = 0;
6554                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
6555                 {
6556                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
6557                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
6558                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
6559                     constant_p = false;
6560                 }
6561               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
6562                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
6563                              ? type
6564                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
6565                                                   count));
6566               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
6567                      : build_constructor (evtype, vals));
6568             }
6569             (view_convert { res; }))))))
6570       /* The bitfield references a single constructor element.  */
6571       (if (k.is_constant (&const_k)
6572            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
6573        (switch
6574         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
6575          { build_zero_cst (type); })
6576         (if (n == const_k)
6577          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
6578         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
6579                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
6581 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
6582    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
6583    not touching the extraction.  */
6584 (simplify
6585  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
6586  (with
6587   {
6588     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
6589     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
6590       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
6591     else
6592       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
6593   }
6594   (switch
6595    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
6596         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
6597                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6598     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
6599                                                  wi::to_wide (@rpos)
6600                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
6601    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
6602                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
6603         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
6604                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6605     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
6607 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6608  (for fmas (FMA)
6609   (simplify
6610    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
6611    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6612   (simplify
6613    (fmas @0 @1 (negate @2))
6614    (IFN_FMS @0 @1 @2))
6615   (simplify
6616    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
6617    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6618   (simplify
6619    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
6620    (if (single_use (@3))
6621     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
6623  (simplify
6624   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
6625   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6626  (simplify
6627   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
6628   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6629  (simplify
6630   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6631   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6632  (simplify
6633   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
6634    (if (single_use (@3))
6635     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
6637  (simplify
6638   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
6639   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6640  (simplify
6641   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
6642   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6643  (simplify
6644   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
6645   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6646  (simplify
6647   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
6648   (if (single_use (@3))
6649    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
6651  (simplify
6652   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
6653   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6654  (simplify
6655   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
6656   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6657  (simplify
6658   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6659   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6660  (simplify
6661   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
6662   (if (single_use (@3))
6663    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
6665 /* CLZ simplifications.  */
6666 (for clz (CLZ)
6667  (for op (eq ne)
6668       cmp (lt ge)
6669   (simplify
6670    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
6671    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
6672     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
6673     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6674             tree stype = signed_type_for (type0);
6675             HOST_WIDE_INT val = 0;
6676             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
6677             if (clz == CFN_CLZ
6678                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6679                                               val) == 2
6680                 && val == 0)
6681               stype = NULL_TREE;
6682           }
6683      (if (stype)
6684       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
6685     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
6686     (with { bool ok = true;
6687             HOST_WIDE_INT val = 0;
6688             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6689             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
6690             if (clz == CFN_CLZ
6691                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6692                                               val) == 2
6693                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
6694               ok = false;
6695           }
6696      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
6697       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
6699 /* CTZ simplifications.  */
6700 (for ctz (CTZ)
6701  (for op (ge gt le lt)
6702       cmp (eq eq ne ne)
6703   (simplify
6704    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
6705    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
6706     (with { bool ok = true;
6707             HOST_WIDE_INT val = 0;
6708             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
6709               ok = false;
6710             else
6711               {
6712                 val = tree_to_shwi (@1);
6713                 /* Canonicalize to >= or <.  */
6714                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
6715                   {
6716                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
6717                       ok = false;
6718                     else
6719                       val++;
6720                   }
6721               }
6722             bool zero_res = false;
6723             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
6724             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6725             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
6726             if (ctz == CFN_CTZ
6727                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6728                                               zero_val) == 2)
6729               zero_res = true;
6730           }
6731      (if (val <= 0)
6732       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
6733        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
6734       (if (val >= prec)
6735        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
6736         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
6737        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
6738         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
6739                                              wi::mask (val, false, prec)); })
6740              { build_zero_cst (type0); })))))))
6741  (for op (eq ne)
6742   (simplify
6743    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
6744    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
6745     (with { bool zero_res = false;
6746             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
6747             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6748             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
6749             if (ctz == CFN_CTZ
6750                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6751                                               zero_val) == 2)
6752               zero_res = true;
6753           }
6754      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
6755       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
6756        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
6757       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
6758        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
6759                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
6760                                                      false, prec)); })
6761            { wide_int_to_tree (type0,
6762                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
6763                                                  false, prec)); })))))))
6765 /* POPCOUNT simplifications.  */
6766 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
6767 (simplify
6768   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
6769   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
6770     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
6772 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
6773 (for popcount (POPCOUNT)
6774   (for cmp (le eq ne gt)
6775        rep (eq eq ne ne)
6776     (simplify
6777       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
6778       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6780 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
6781 (simplify
6782   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
6783   (PARITY @0))
6785 /* PARITY simplifications.  */
6786 /* parity(~X) is parity(X).  */
6787 (simplify
6788   (PARITY (bit_not @0))
6789   (PARITY @0))
6791 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
6792 (simplify
6793   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
6794   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
6796 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
6797 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
6798 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
6799   (simplify
6800     (pfun @0)
6801     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
6802       (switch
6803         (if (nz == 1)
6804           (convert @0))
6805         (if (wi::popcount (nz) == 1)
6806           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6807             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
6808                                    { build_int_cst (integer_type_node,
6809                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
6811 #if GIMPLE
6812 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
6814    int popcount64c (uint64_t x)
6815    {
6816      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
6817      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
6818      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
6819      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
6820    }
6822    int popcount32c (uint32_t x)
6823    {
6824      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
6825      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
6826      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
6827      return (x * 0x01010101) >> 24;
6828    }  */
6829 (simplify
6830  (rshift
6831   (mult
6832    (bit_and
6833     (plus:c
6834      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
6835       (plus:c@8
6836        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
6837         (bit_and
6838          (rshift
6839           (minus@6 @0
6840            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
6841           INTEGER_CST@10)
6842          INTEGER_CST@9)))
6843     INTEGER_CST@3)
6844    INTEGER_CST@2)
6845   INTEGER_CST@1)
6846   /* Check constants and optab.  */
6847   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
6848           int shift = (64 - prec) & 63;
6849           unsigned HOST_WIDE_INT c1
6850             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
6851           unsigned HOST_WIDE_INT c2
6852             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
6853           unsigned HOST_WIDE_INT c3
6854             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
6855           unsigned HOST_WIDE_INT c4
6856             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
6857    }
6858    (if (prec >= 16
6859         && prec <= 64
6860         && pow2p_hwi (prec)
6861         && TYPE_UNSIGNED (type)
6862         && integer_onep (@4)
6863         && wi::to_widest (@10) == 2
6864         && wi::to_widest (@5) == 4
6865         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
6866         && tree_to_uhwi (@2) == c1
6867         && tree_to_uhwi (@3) == c2
6868         && tree_to_uhwi (@9) == c3
6869         && tree_to_uhwi (@7) == c3
6870         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
6871     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
6872                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6873      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
6874      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
6875         five bits for this to work without extension before adding.  */
6876      (with {
6877        tree half_type = NULL_TREE;
6878        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
6879        int half_prec = 8;
6880        if (m.exists ()
6881            && m.require () != TYPE_MODE (type))
6882          {
6883            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
6884            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
6885          }
6886        gcc_assert (half_prec > 2);
6887       }
6888       (if (half_type != NULL_TREE
6889            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
6890                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6891        (convert (plus
6892          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
6893          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
6894             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
6896 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
6897    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
6898    should lead to better code.  */
6899 (simplify
6900  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
6901  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6902       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
6903                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
6904   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6905    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
6906 #endif
6908 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
6909           BUILT_IN_FFSIMAX)
6910  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
6911     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
6912  (for cmp (eq ne)
6913   (simplify
6914    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6915     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6916      (switch
6917       (if (integer_zerop (@1))
6918        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6919       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
6920        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
6921       (if (single_use (@2))
6922        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6923                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6924                                                       false, prec)); })
6925             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6926                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
6927                                                   false, prec)); }))))))
6929  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
6930  (for cmp (gt le)
6931       cmp2 (ne eq)
6932       cmp3 (eq ne)
6933       bit_op (bit_and bit_ior)
6934   (simplify
6935    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6936     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6937      (switch
6938       (if (integer_zerop (@1))
6939        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6940       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
6941        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
6942       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
6943        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
6944       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
6945        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6946                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
6947                                                       false, prec)); }))
6948       (if (single_use (@2))
6949        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
6950                (cmp3 (bit_and @0
6951                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6952                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6953                                                   false, prec)); })
6954                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
6956 /* Simplify:
6958      a = a1 op a2
6959      r = c ? a : b;
6961    to:
6963      r = c ? a1 op a2 : b;
6965    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
6966    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
6967    simplification if the result of the operation isn't needed.
6969    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
6970    on targets that might not support them.  Any target implementing
6971    conditional internal functions must support the same comparisons
6972    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
6974 #if GIMPLE
6975 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
6976      cond_op (COND_BINARY)
6977  (simplify
6978   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
6979   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6980    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6981         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6982     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
6983  (simplify
6984   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
6985   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6986    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6987         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6988     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
6990 /* Same for ternary operations.  */
6991 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
6992      cond_op (COND_TERNARY)
6993  (simplify
6994   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
6995   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6996    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6997         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6998     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
6999  (simplify
7000   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7001   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7002    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7003         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7004     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7005                   (view_convert:op_type @1)))))))
7006 #endif
7008 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7009    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7010 (for cond_op (COND_BINARY)
7011  (simplify
7012   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7013   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7014    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7015     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7016  (simplify
7017   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7018   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7019    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7020         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7021     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7023 /* Same for ternary operations.  */
7024 (for cond_op (COND_TERNARY)
7025  (simplify
7026   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7027   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7028    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7029     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7030  (simplify
7031   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7032   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7033    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7034         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7035     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7037 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7038    expressions like:
7040    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7041    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7043    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7044    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7045    bytes.  A is more efficiently tested as:
7047    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7049    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7051    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7053    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7055    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7056    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7058    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7059    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7060    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7061    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7062    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7063    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7064    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7065    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7066    pointer_pluses dead.  */
7067 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7068  (for cmp (le lt)
7069   (simplify
7070    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7071         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7072    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7073         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7074         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7075     /* Calculate the rhs constant.  */
7076     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7077             offset_int rhs = off * 2; }
7078      /* Always fails for negative values.  */
7079      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7080       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7081          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7082          same pointer_plus in multiple checks.  */
7083       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7084               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7085        (if (cmp == LT_EXPR)
7086         (gt (convert:sizetype
7087              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7088                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7089             { rhs_tree; })
7090         (gt (convert:sizetype
7091              (pointer_diff:ssizetype
7092               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7093                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7094               { swap_p ? @0 : @2; }))
7095             { rhs_tree; })))))))))
7097 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7098    element of @1.  */
7099 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7100  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7101   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
7102    (if (i >= 0)
7103     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
7104             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
7105             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
7106             tree size = bitsize_int (elt_bits);
7107             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
7108      (view_convert
7109       (bit_and:elt_type
7110        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
7111        { elt; })))))))
7113 (simplify
7114  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
7115  (with
7116   {
7117     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
7119     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
7120     vec_perm_builder builder;
7121     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
7122       return NULL_TREE;
7124     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
7125     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
7126     bool single_arg = (op0 == op1);
7127     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
7128   }
7129   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
7130    { op0; }
7131    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
7132     { op1; }
7133     (with
7134      {
7135        if (!single_arg)
7136          {
7137            if (sel.all_from_input_p (0))
7138              op1 = op0;
7139            else if (sel.all_from_input_p (1))
7140              {
7141                op0 = op1;
7142                sel.rotate_inputs (1);
7143              }
7144            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
7145              {
7146                std::swap (op0, op1);
7147                sel.rotate_inputs (1);
7148              }
7149          }
7150        gassign *def;
7151        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
7152        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
7153            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
7154            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7155          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
7156        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
7157            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
7158            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7159          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
7161        tree t;
7162     }
7163     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7164           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
7165          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7166              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
7167          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
7168      { t; }
7169      (with
7170       {
7171         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
7172         tree ins = NULL_TREE;
7173         unsigned at = 0;
7175         /* See if the permutation is performing a single element
7176            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
7177            in that case.  But only if the vector mode is supported,
7178            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
7179         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
7180             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7181                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
7182                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7183                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
7184           {
7185             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
7186             if (insert_first_p)
7187               {
7188                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
7189                    first vector we only can insert the first elt from
7190                    the first vector.  */
7191                 at = 0;
7192                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
7193                   op0 = op1;
7194               }
7195             /* The above can fail for two-element vectors which always
7196                appear to insert the first element, so try inserting
7197                into the second lane as well.  For more than two
7198                elements that's wasted time.  */
7199             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
7200               {
7201                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
7202                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
7203                   if (maybe_ne (sel[at], at))
7204                     break;
7205                 if (at < encoded_nelts
7206                     && (known_eq (at + 1, nelts)
7207                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
7208                   {
7209                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
7210                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
7211                     else
7212                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
7213                   }
7214               }
7215           }
7217         /* Generate a canonical form of the selector.  */
7218         if (!ins && sel.encoding () != builder)
7219           {
7220             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
7221                argument permutation while still allowing an equivalent
7222                2-argument version.  */
7223             tree oldop2 = op2;
7224             if (sel.ninputs () == 2
7225                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
7226               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7227             else
7228               {
7229                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
7230                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
7231                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
7232                 else
7233                   /* Not directly supported with either encoding,
7234                      so use the preferred form.  */
7235                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7236               }
7237             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
7238               changed = true;
7239           }
7240       }
7241       (if (ins)
7242        (bit_insert { op0; } { ins; }
7243          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
7244        (if (changed)
7245         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
7247 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
7249 (match vec_same_elem_p
7250  @0
7251  (if (uniform_vector_p (@0))))
7253 (match vec_same_elem_p
7254  (vec_duplicate @0))
7256 (simplify
7257  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
7258  @0)
7260 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
7261    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
7262    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
7263    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
7264    to the number of trailing zeroes.  */
7265 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
7266   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))