compiler: don't use sink as parameter in method expression thunk
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob24cbbbb5bc1d718bd03af7712fc7255213f2a742
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.cc
3    and generic-match.cc from it.
5    Copyright (C) 2014-2022 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
41    expand_vec_cmp_expr_p
42    bitmask_inv_cst_vector_p)
44 /* Operator lists.  */
45 (define_operator_list tcc_comparison
46   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
48   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
50   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
51 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
52   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
53 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
54 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
56 #include "cfn-operators.pd"
58 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
59    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
60    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
62    Also define operand lists:
64      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
65      X<FN> for all double functions, in the same order
66      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
67 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
68   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
69                                  BUILT_IN_L##FN##F \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
71   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
72                               BUILT_IN_L##FN \
73                               BUILT_IN_LL##FN) \
74   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
75                                  BUILT_IN_L##FN##L \
76                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
80 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
81 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
83 /* Unary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
84 (define_operator_list UNCOND_UNARY
85   negate)
86 (define_operator_list COND_UNARY
87   IFN_COND_NEG)
89 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
90 (define_operator_list UNCOND_BINARY
91   plus minus
92   mult trunc_div trunc_mod rdiv
93   min max
94   IFN_FMIN IFN_FMAX
95   bit_and bit_ior bit_xor
96   lshift rshift)
97 (define_operator_list COND_BINARY
98   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
99   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
100   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
101   IFN_COND_FMIN IFN_COND_FMAX
102   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
103   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
105 /* Same for ternary operations.  */
106 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
107   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
108 (define_operator_list COND_TERNARY
109   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
111 /* __atomic_fetch_or_*, __atomic_fetch_xor_*, __atomic_xor_fetch_*  */
112 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N
113   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_2
114   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_8
115   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_16
116   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_2
117   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_8
118   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_16
119   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_1 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_2
120   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_4 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_8
121   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_16)
122 /* __sync_fetch_and_or_*, __sync_fetch_and_xor_*, __sync_xor_and_fetch_*  */
123 (define_operator_list SYNC_FETCH_OR_XOR_N
124   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_2
125   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_8
126   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_16
127   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_2
128   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_8
129   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_16
130   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_1 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_2
131   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_4 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_8
132   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_16)
133 /* __atomic_fetch_and_*.  */
134 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_AND_N
135   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_2
136   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_8
137   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_16)
138 /* __sync_fetch_and_and_*.  */
139 (define_operator_list SYNC_FETCH_AND_AND_N
140   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_2
141   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_8
142   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_16)
144 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
145    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
146 (match (nop_convert @0)
147  (convert @0)
148  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
149 (match (nop_convert @0)
150  (view_convert @0)
151  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
152       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
153                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
154       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
156 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
157    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
158    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
159 (simplify (abs (convert @0))
160  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
161       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
162       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
163   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
164    (convert (absu:utype @0)))))
166 #if GIMPLE
167 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
168 (simplify
169  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
170  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
171       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
172       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
173   (abs @0)))
174 #endif
176 /* Simplifications of operations with one constant operand and
177    simplifications to constants or single values.  */
179 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
180   (simplify
181     (op @0 integer_zerop)
182     (non_lvalue @0)))
184 /* 0 +p index -> (type)index */
185 (simplify
186  (pointer_plus integer_zerop @1)
187  (non_lvalue (convert @1)))
189 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
190 (simplify
191  (pointer_diff @0 integer_zerop)
192  (convert @0))
194 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
195    Likewise if the operands are reversed.  */
196 (simplify
197  (plus:c @0 real_zerop@1)
198  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 0))
199   (non_lvalue @0)))
201 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
202 (simplify
203  (minus @0 real_zerop@1)
204  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 1))
205   (non_lvalue @0)))
207 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
208    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
209    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
210    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
211    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
212    would not raise it.   */
213 (for inner_op (plus minus)
214  (for outer_op (plus minus)
215   (simplify
216    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
217     (if (real_zerop (@1)
218          && real_zerop (@2)
219          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
220      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
221                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
222              bool outer_plus
223                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
224                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
225       (if (outer_plus && !inner_plus)
226        (outer_op @0 @2)
227        @3))))))
229 /* Simplify x - x.
230    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
231    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
232    PR middle-end/98420: x - x may be -0.0 with FE_DOWNWARD.
233    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
234    is volatile.  */
235 (simplify
236  (minus @0 @0)
237  (if (!FLOAT_TYPE_P (type)
238       || (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
239           && !tree_expr_maybe_infinite_p (@0)
240           && (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
241               || !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))))
242   { build_zero_cst (type); }))
243 (simplify
244  (pointer_diff @@0 @0)
245  { build_zero_cst (type); })
247 (simplify
248  (mult @0 integer_zerop@1)
249  @1)
251 /* -x == x -> x == 0 */
252 (for cmp (eq ne)
253  (simplify
254   (cmp:c @0 (negate @0))
255    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
256         && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE(@0)))
257     (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE(@0)); }))))
259 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
260    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
261    same in modes with signed zeros, since multiplying a
262    negative value by 0 gives -0, not +0.  Nor when x is +-Inf,
263    since x * 0 is NaN.  */
264 (simplify
265  (mult @0 real_zerop@1)
266  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
267       && (!HONOR_NANS (type) || !tree_expr_maybe_infinite_p (@0))
268       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0)))
269   @1))
271 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
272    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
273 (simplify
274  (mult @0 real_onep)
275  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
276       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
277           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
278   (non_lvalue @0)))
280 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
281 (simplify
282  (mult @0 real_minus_onep)
283   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
284        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
285            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
286    (negate @0)))
288 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
289    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
290 (simplify
291  (mult @0 VECTOR_CST@1)
292  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
293       && !HONOR_SNANS (type)
294       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
295   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
296    (if (itype
297         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
298             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
299                 && optab_handler (and_optab,
300                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
301     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
302                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
304 (for cmp (gt ge lt le)
305      outp (convert convert negate negate)
306      outn (negate negate convert convert)
307  /* Transform X * (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
308  /* Transform X * (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
309  /* Transform X * (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
310  /* Transform X * (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
311  (simplify
312   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep))
313   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
314    (outp (abs @0))))
315  /* Transform X * (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
316  /* Transform X * (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
317  /* Transform X * (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
318  /* Transform X * (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
319  (simplify
320   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1))
321   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
322    (outn (abs @0)))))
324 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
325 (simplify
326  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
327  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
328   (abs @0)))
330 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
331 (simplify
332  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
333  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
334   (negate (abs @0))))
336 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
337 (simplify
338  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
339  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
340   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
342 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
343 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
344   (simplify
345     (op @0 integer_onep)
346     (non_lvalue @0)))
348 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
349    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
350    toward zero.
351    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
352    Also also widening conversions, like:
353    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
354    or
355    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
356    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
357    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
358    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
359    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
360 (simplify
361  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
362  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
363       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
364           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
365           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
366       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
367           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
368               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
369                   || (element_precision (type)
370                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
371                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
372                       && (tree_nonzero_bits (@0)
373                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
374                                       true,
375                                       element_precision (type))) == 0)))))
376    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
377         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
378         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
379     (convert (rshift @3 @2))
380     (rshift @0 @2))))
382 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
383    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
384    traps enables better optimizations than these anyway.  */
385 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
386  /* 0 / X is always zero.  */
387  (simplify
388   (div integer_zerop@0 @1)
389   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
390   (if (!integer_zerop (@1))
391    @0))
392  /* X / -1 is -X.  */
393  (simplify
394   (div @0 integer_minus_onep@1)
395   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
396    (negate @0)))
397  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
398  (simplify
399   (div @0 SSA_NAME@1)
400   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
401        && ssa_name_has_boolean_range (@1)
402        && !flag_non_call_exceptions)
403    @0))
404  /* X / X is one.  */
405  (simplify
406   (div @0 @0)
407   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
408      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
409   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type))
410        && !integer_zerop (@0)
411        && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
412    { build_one_cst (type); }))
413  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
414  (simplify
415    (div:C @0 (abs @0))
416    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
417         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
418         && !integer_zerop (@0)
419         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
420     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
421           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
422  /* X / -X is -1.  */
423  (simplify
424    (div:C @0 (negate @0))
425    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
426         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
427         && !integer_zerop (@0)
428         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
429     { build_minus_one_cst (type); })))
431 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
432    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  Similarly
433    for MOD instead of DIV.  */
434 (for floor_divmod (floor_div floor_mod)
435      trunc_divmod (trunc_div trunc_mod)
436  (simplify
437   (floor_divmod @0 @1)
438   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
439        && TYPE_UNSIGNED (type))
440    (trunc_divmod @0 @1))))
442 /* 1 / X -> X == 1 for unsigned integer X.
443    1 / X -> X >= -1 && X <= 1 ? X : 0 for signed integer X.
444    But not for 1 / 0 so that we can get proper warnings and errors,
445    and not for 1-bit integers as they are edge cases better handled
446    elsewhere.  */
447 (simplify
448  (trunc_div integer_onep@0 @1)
449  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
450       && TYPE_PRECISION (type) > 1
451       && !integer_zerop (@1)
452       && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@1)))
453   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
454    (convert (eq:boolean_type_node @1 { build_one_cst (type); }))
455    (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
456     (cond (le (plus (convert:utype @1) { build_one_cst (utype); })
457               { build_int_cst (utype, 2); })
458      @1 { build_zero_cst (type); })))))
460 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
461    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
462 (for div (trunc_div exact_div)
463  (simplify
464   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
465   (with {
466     wi::overflow_type overflow;
467     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
468                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
469    }
470    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
471         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
472     (if (!overflow)
473      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
474      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
475           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
476       { build_zero_cst (type); }))))))
478 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
479    overflow is different.  */
480 (simplify
481  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
482  (with {
483    wi::overflow_type overflow;
484    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
485                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
486   }
487   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
488      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
489   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
490    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
492 /* Similar to above, but there could be an extra add/sub between
493    successive multuiplications.  */
494 (simplify
495  (mult (plus:s (mult:s@4 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
496  (with {
497    bool overflowed = true;
498    wi::overflow_type ovf1, ovf2;
499    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@3),
500                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
501    wide_int add = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@3),
502                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
503   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
504     {
505 #if GIMPLE
506       value_range vr0;
507       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
508           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @4)
509           && vr0.kind () == VR_RANGE)
510         {
511           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
512           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
513           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
514           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
515           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
516             {
517               wi::add (wmin0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
518               wi::add (wmax0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
519               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
520                 overflowed = false;
521             }
522         }
523 #endif
524     }
525   else
526    overflowed = false;
528   /* Skip folding on overflow.  */
529   (if (!overflowed)
530    (plus (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
531          { wide_int_to_tree (type, add); }))))
533 /* Similar to above, but a multiplication between successive additions.  */
534 (simplify
535  (plus (mult:s (plus:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
536  (with {
537    bool overflowed = true;
538    wi::overflow_type ovf1;
539    wi::overflow_type ovf2;
540    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
541                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
542    wide_int add = wi::add (mul, wi::to_wide (@3),
543                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
544   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
545     {
546 #if GIMPLE
547       value_range vr0;
548       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
549           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
550           && vr0.kind () == VR_RANGE)
551         {
552           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
553           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
554           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
555           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
556           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
557             {
558               wi::add (wmin0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
559               wi::add (wmax0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
560               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
561                 overflowed = false;
562             }
563         }
564 #endif
565     }
566   else
567    overflowed = false;
569   /* Skip folding on overflow.  */
570   (if (!overflowed)
571    (plus (mult @0 @2) { wide_int_to_tree (type, add); }))))
573 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
574    NaNs or Infinities.  */
575 (simplify
576  (rdiv @0 @0)
577  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
578       && ! HONOR_NANS (type)
579       && ! HONOR_INFINITIES (type))
580   { build_one_cst (type); }))
582 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
583    NaNs or Infinities.  */
584 (simplify
585  (rdiv:C @0 (negate @0))
586  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
587       && ! HONOR_NANS (type)
588       && ! HONOR_INFINITIES (type))
589   { build_minus_one_cst (type); }))
591 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
592 (simplify
593  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
594   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
595        && ! HONOR_NANS (type)
596        && ! HONOR_INFINITIES (type))
597    (switch
598     (if (types_match (type, float_type_node))
599      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
600     (if (types_match (type, double_type_node))
601      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
602     (if (types_match (type, long_double_type_node))
603      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
605 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
606 (simplify
607  (rdiv @0 real_onep)
608  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
609   (non_lvalue @0)))
611 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
612 (simplify
613  (rdiv @0 real_minus_onep)
614  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
615   (negate @0)))
617 (if (flag_reciprocal_math)
618  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
619  (simplify
620   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
621   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
623  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
624  (simplify
625   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
626   (with
627    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
628    (if (tem)
629     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
631  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
632  (simplify
633   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
634    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
636 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
637 (simplify
638  (rdiv @0 (negate @1))
639  (rdiv (negate @0) @1))
641 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
642  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
643     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
644  (for op (lt le gt ge)
645       neg_op (gt ge lt le)
646   (simplify
647    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
648    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
649     (switch
650      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
651       (op @1 @2))
652      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
653      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
654       (neg_op @1 @2)))))))
656 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
657 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
658  (simplify
659   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
660   (if (integer_pow2p (@2)
661        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
662        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
663        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
664    (rshift (convert @0)
665            { build_int_cst (integer_type_node,
666                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
668 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
669    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
670    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
671    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
672    tell if it is or not in a portable manner.  */
673 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
674  (simplify
675   (rdiv @0 cst@1)
676   (if (optimize)
677    (if (flag_reciprocal_math
678         && !real_zerop (@1))
679     (with
680      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
681      (if (tem)
682       (mult @0 { tem; } )))
683     (if (cst != COMPLEX_CST)
684      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
685       (if (inverse)
686        (mult @0 { inverse; } ))))))))
688 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
689  /* 0 % X is always zero.  */
690  (simplify
691   (mod integer_zerop@0 @1)
692   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
693   (if (!integer_zerop (@1))
694    @0))
695  /* X % 1 is always zero.  */
696  (simplify
697   (mod @0 integer_onep)
698   { build_zero_cst (type); })
699  /* X % -1 is zero.  */
700  (simplify
701   (mod @0 integer_minus_onep@1)
702   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
703    { build_zero_cst (type); }))
704  /* X % X is zero.  */
705  (simplify
706   (mod @0 @0)
707   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
708   (if (!integer_zerop (@0))
709    { build_zero_cst (type); }))
710  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
711  (simplify
712   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
713   @2)
714  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
715  (simplify
716   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
717   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
718        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
719        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
720                              TYPE_SIGN (type)))
721    { build_zero_cst (type); }))
722  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
723     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
724  (for cmp (eq ne)
725   (simplify
726    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
727    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
728     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
729      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
731 /* X % -C is the same as X % C.  */
732 (simplify
733  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
734   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
735        && !TREE_OVERFLOW (@1)
736        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
737        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
738        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
739        && !sign_bit_p (@1, @1))
740    (trunc_mod @0 (negate @1))))
742 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
743 (simplify
744  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
745  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
746       && !TYPE_UNSIGNED (type)
747       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
748       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
749       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
750          Y might be -1, because we would then change valid
751          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
752       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
753           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
754                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
755   (trunc_mod @0 (convert @1))))
757 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
758 (simplify
759  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
760  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
761   (convert (trunc_mod @0 @1))))
763 /* x * (1 + y / x) - y -> x - y % x */
764 (simplify
765  (minus (mult:cs @0 (plus:s (trunc_div:s @1 @0) integer_onep)) @1)
766  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
767   (minus @0 (trunc_mod @1 @0))))
769 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
770    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
771    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
772    to A & ((C << N) - 1).
773    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
774    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
775    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
776    be UB.  */
777 (match (power_of_two_cand @1)
778  INTEGER_CST@1)
779 (match (power_of_two_cand @1)
780  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
781 (for mod (trunc_mod floor_mod)
782  (for shift (lshift rshift)
783   (simplify
784    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
785    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
786     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
787                                                       1); }))))))
788  (simplify
789   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
790   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
791        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
792           conversion from narrower signed to wider unsigned type
793           where if @1 would be negative power of two, the divisor
794           would not be a power of two.  */
795        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
796        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
797        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
798            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
799            || !TYPE_UNSIGNED (type))
800        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
801    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
802            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
803              utype = unsigned_type_for (utype); }
804     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
805                                 { build_one_cst (utype); })))))))
807 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
808 (simplify
809  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
810  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
811   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
812                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
813                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
814                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
816 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
817 (simplify
818  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
819  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
820   (bit_and @0 (negate @1))))
822 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
823 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
824  (simplify
825   (div (mult:c @0 @1) @1)
826   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
827    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
828     @0
829 #if GIMPLE
830     (with
831      {
832        bool overflowed = true;
833        value_range vr0, vr1;
834        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
835            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
836            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
837            && vr0.kind () == VR_RANGE
838            && vr1.kind () == VR_RANGE)
839          {
840            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
841            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
842            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
843            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
844            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
845               it can be optimized too.  */
846            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
847            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
848            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
849            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
850              {
851                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
852                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
853                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
854                  overflowed = false;
855              }
856          }
857      }
858     (if (!overflowed)
859      @0))
860 #endif
861    ))))
863 (for op (negate abs)
864  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
865  (for coss (COS COSH)
866   (simplify
867    (coss (op @0))
868     (coss @0)))
869  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
870  (for pows (POW)
871   (simplify
872    (pows (op @0) REAL_CST@1)
873    (with { HOST_WIDE_INT n; }
874     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
875      (pows @0 @1)))))
876  /* Likewise for powi.  */
877  (for pows (POWI)
878   (simplify
879    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
880    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
881     (pows @0 @1))))
882  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
883  (for hypots (HYPOT)
884   (simplify
885    (hypots (op @0) @1)
886    (hypots @0 @1))
887   (simplify
888    (hypots @0 (op @1))
889    (hypots @0 @1)))
890  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
891  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
892   (simplify
893    (copysigns (op @0) @1)
894    (copysigns @0 @1))))
896 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
897 (simplify
898  (mult (abs@1 @0) @1)
899  (mult @0 @0))
901 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
902 (simplify
903  (mult (absu@1 @0) @1)
904  (mult (convert@2 @0) @2))
906 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
907 (for coss (COS COSH)
908      copysigns (COPYSIGN)
909  (simplify
910   (coss (copysigns @0 @1))
911    (coss @0)))
913 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
914 (for pows (POW)
915      copysigns (COPYSIGN)
916  (simplify
917   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
918   (with { HOST_WIDE_INT n; }
919    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
920     (pows @0 @1)))))
921 /* Likewise for powi.  */
922 (for pows (POWI)
923      copysigns (COPYSIGN)
924  (simplify
925   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
926   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
927    (pows @0 @1))))
929 (for hypots (HYPOT)
930      copysigns (COPYSIGN)
931  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
932  (simplify
933   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
934   (hypots @0 @2))
935  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
936  (simplify
937   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
938   (hypots @0 @1)))
940 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
941 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
942  (simplify
943   (copysigns @0 REAL_CST@1)
944   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
945    (negate (abs @0))
946    (abs @0))))
948 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
949 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
950  (simplify
951   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
952   (copysigns @0 @2)))
954 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
955 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
956  (simplify
957   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
958   (mult @0 @0)))
960 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
961 (for ccoss (CCOS CCOSH)
962  (simplify
963   (ccoss (negate @0))
964    (ccoss @0)))
966 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
967 (for ops (conj negate)
968  (for cabss (CABS)
969   (simplify
970    (cabss (ops @0))
971    (cabss @0))))
973 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
974 (simplify
975  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
976   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
977        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
978    (lshift @0 @2)))
980 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
981    into ((1 << C) >> x). */
982 (simplify
983  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
984   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
985        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
986        && single_use (@1))
987    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
988      (rshift (lshift @0 @2) @3)
989    (with
990     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
991     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
993 /* Fold ((type)(a<0)) << SIGNBITOFA into ((type)a) & signbit. */
994 (simplify
995  (lshift (convert (lt @0 integer_zerop@1)) INTEGER_CST@2)
996  (if (TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == SIGNED
997       && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) - 1))
998   (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type)); }
999    (bit_and (convert @0)
1000             { wide_int_to_tree (type,
1001                                 wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2))); }))))
1003 /* Fold (-x >> C) into -(x > 0) where C = precision(type) - 1.  */
1004 (for cst (INTEGER_CST VECTOR_CST)
1005  (simplify
1006   (rshift (negate:s @0) cst@1)
1007    (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1008         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1009     (with { tree stype = TREE_TYPE (@1);
1010             tree bt = truth_type_for (type);
1011             tree zeros = build_zero_cst (type);
1012             tree cst = NULL_TREE; }
1013      (switch
1014       /* Handle scalar case.  */
1015       (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1016            /* If we apply the rule to the scalar type before vectorization
1017               we will enforce the result of the comparison being a bool
1018               which will require an extra AND on the result that will be
1019               indistinguishable from when the user did actually want 0
1020               or 1 as the result so it can't be removed.  */
1021            && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
1022            && wi::eq_p (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (type) - 1))
1023        (negate (convert (gt @0 { zeros; }))))
1024       /* Handle vector case.  */
1025       (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
1026            /* First check whether the target has the same mode for vector
1027               comparison results as it's operands do.  */
1028            && TYPE_MODE (bt) == TYPE_MODE (type)
1029            /* Then check to see if the target is able to expand the comparison
1030               with the given type later on, otherwise we may ICE.  */
1031            && expand_vec_cmp_expr_p (type, bt, GT_EXPR)
1032            && (cst = uniform_integer_cst_p (@1)) != NULL
1033            && wi::eq_p (wi::to_wide (cst), element_precision (type) - 1))
1034        (view_convert (gt:bt @0 { zeros; }))))))))
1036 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
1037 (simplify
1038  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1039   (if (flag_associative_math
1040        && single_use (@3))
1041    (with
1042     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
1043     (if (tem)
1044      (rdiv { tem; } @1)))))
1046 /* Simplify ~X & X as zero.  */
1047 (simplify
1048  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1049   { build_zero_cst (type); })
1051 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
1052 (simplify
1053   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
1054   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1055     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
1057 (for bitop (bit_and bit_ior)
1058      cmp (eq ne)
1059  /* PR35691: Transform
1060     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
1061     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
1062  (simplify
1063   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
1064    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1065         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1066         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1067     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
1068  /* Transform:
1069     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
1070     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
1071  (simplify
1072   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
1073    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1074         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1075         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1076     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
1078 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
1079 (simplify
1080  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
1081   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
1082 (simplify
1083  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
1084  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1085   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
1087 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
1088 (simplify
1089  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
1090   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
1092 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
1093 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1094  (simplify
1095   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
1096    (bit_xor @0 @1))
1097  (simplify
1098   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
1099   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1100    (bit_xor @0 @1))))
1102 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
1103 (simplify
1104   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1105   (bit_ior @0 @1))
1107 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
1108 (simplify
1109  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
1110  @2)
1112 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
1113 (simplify
1114  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
1115  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1117 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
1118 (simplify
1119  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
1120  (bit_ior @0 @1))
1122 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
1123 (simplify
1124  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
1125  (bit_and @0 @1))
1127 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
1128 (simplify
1129  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
1130  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1132 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
1133 (for op (bit_and bit_xor)
1134  (simplify
1135   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
1136   @2))
1138 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
1139 (simplify
1140  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
1141  @2)
1143 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
1144 (simplify
1145  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
1146  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1148 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
1149 (simplify
1150  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
1151  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1153 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
1154 (simplify
1155  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
1156  (bit_and @3 (bit_not @2)))
1158 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
1159 (simplify
1160  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
1161  (bit_ior @3 @2))
1163 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
1164 (simplify
1165  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1166   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
1168 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
1169 (simplify
1170  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1171   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
1173 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
1174 (simplify
1175  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
1176  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1177       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1178   (bit_xor @0 @1)))
1180 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
1181    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
1182    Similarly if (N & M) == 0,
1183    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
1184    and for - instead of + (or unary - instead of +)
1185    and/or ^ instead of |.
1186    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
1187 (for op (plus minus)
1188  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1189   (simplify
1190    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
1191     (with
1192      { tree pmop[2];
1193        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
1194                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
1195                                        NULL_TREE, pmop); }
1196      (if (utype)
1197       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1198                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1199                         (convert:utype @2))))))
1200   (simplify
1201    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
1202     (with
1203      { tree pmop[2];
1204        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1205                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1206                                        @4, pmop); }
1207      (if (utype)
1208       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1209                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1210                         (convert:utype @2)))))))
1211  (simplify
1212   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1213    (with
1214     { tree pmop[2];
1215       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1216                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1217                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1218     (if (utype)
1219      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1220                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1221                        (convert:utype @2)))))))
1222 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1223  (simplify
1224   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1225    (with
1226     { tree pmop[2];
1227       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1228                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1229                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1230     (if (utype)
1231      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1232                        (convert:utype @1)))))))
1234 /* X % Y is smaller than Y.  */
1235 (for cmp (lt ge)
1236  (simplify
1237   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1238   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1239    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1240 (for cmp (gt le)
1241  (simplify
1242   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1243   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1244    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1246 /* x | ~0 -> ~0  */
1247 (simplify
1248  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1249  @1)
1251 /* x | 0 -> x  */
1252 (simplify
1253  (bit_ior @0 integer_zerop)
1254  @0)
1256 /* x & 0 -> 0  */
1257 (simplify
1258  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1259  @1)
1261 /* ~x | x -> -1 */
1262 /* ~x ^ x -> -1 */
1263 /* ~x + x -> -1 */
1264 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1265  (simplify
1266   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1267   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1269 /* x ^ x -> 0 */
1270 (simplify
1271   (bit_xor @0 @0)
1272   { build_zero_cst (type); })
1274 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1275 (simplify
1276   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1277   (bit_not @0))
1279 /* x & ~0 -> x  */
1280 (simplify
1281  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1282   (non_lvalue @0))
1284 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1285 (for bitop (bit_and bit_ior)
1286  (simplify
1287   (bitop @0 @0)
1288   (non_lvalue @0)))
1290 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1291 #if GIMPLE
1292 (simplify
1293  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1294  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1295       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1296   @0))
1297 #endif
1299 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1300 (simplify
1301  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1302  (plus @0 @1))
1303 (simplify
1304  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1305  (minus @0 @1))
1307 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1308 (simplify
1309  (bit_not (minus:s @0 @1))
1310  (plus (bit_not @0) @1))
1311 (simplify
1312  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1313  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1314        && TYPE_UNSIGNED (type))
1315       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1316           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1317   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1319 #if GIMPLE
1320 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1321 (simplify
1322  (plus:c (bit_not @0) @1)
1323   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1324        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1325        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1326        && !integer_all_onesp (@1))
1327    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1328    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1329         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1330         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1331                                               SIGNED))
1332     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1333 #endif
1335 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1336 (simplify
1337  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1338   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1339    (rshift (bit_not! @0) @1)
1340    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1341       have MSB set and the logical right shift is changed into
1342       arithmetic shift.  */
1343    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1344     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1345      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1347 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1348 (simplify
1349  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1350  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1352 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1353 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1354 (for bitop (bit_and bit_ior)
1355  (simplify
1356   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1357   (bitop @0 (bit_not @1))))
1359 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1360 (simplify
1361  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1362  @2)
1364 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1365 (simplify
1366  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1367  (bit_not @0))
1369 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1370 (simplify
1371  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1372  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1374 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1375 (simplify
1376  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1377  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1379 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1380 (simplify
1381  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1382  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1384 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1385 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1386 (for bitop (bit_and bit_ior)
1387      rbitop (bit_ior bit_and)
1388  (simplify
1389   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1390   (bitop @1 @2)))
1392 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1393 (simplify
1394  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1395  (bit_xor @0 @1))
1397 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1398 (simplify
1399  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1400  (bit_and @0 @1))
1402 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1403 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1404 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1405 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1406  (simplify
1407   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1408   (bit_ior @0 @1)))
1410 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1411 (simplify
1412  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1413  (plus @0 @1))
1415 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1416 (simplify
1417  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1418  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1419       && !TYPE_SATURATING (type))
1420   (bit_and @0 @1)))
1422 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1423 (simplify
1424  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1425  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1426       && !TYPE_SATURATING (type))
1427   (bit_ior @0 @1)))
1429 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1430 (simplify
1431  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1432  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1434 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1435 (simplify
1436  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1437  (bit_and @0 @1))
1439 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1440 (simplify
1441  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1442  (bit_xor @0 @1))
1444 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1445 (simplify
1446  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1447  (bit_xor @0 @1))
1449 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1450 (simplify
1451  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1452  (bit_and @0 @1))
1454 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1455 (simplify
1456  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1457  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1459 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1460 (simplify
1461  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1462  (bit_xor @0 @1))
1464 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1465 (simplify
1466  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1467                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1468        integer_all_onesp)
1469  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1470       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1471       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1472       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1473  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1474 (simplify
1475  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1476                                integer_all_onesp))
1477        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1478  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1479       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1480       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1481       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1482  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1483 (simplify
1484  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1485        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1486                                integer_onep)))
1487  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1488       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1489       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1490       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1491  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1493 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1494    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1495 (for op (bit_and bit_ior)
1496      rop (bit_ior bit_and)
1497  (simplify
1498   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1499   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1500        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1501    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1503 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1504    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1505    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1506    simplifications.  */
1507 (for op (bit_xor plus)
1508  (simplify
1509   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1510       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1511   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1512        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1513        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1514    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1516 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1517 (simplify
1518  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1519  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1520   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1522 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1523 (simplify
1524  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1525  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1526       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1527   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1529 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1530 (simplify
1531  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1532  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1533   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1535 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1536 (for opo (bit_and bit_xor)
1537      opi (bit_xor bit_and)
1538  (simplify
1539   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1540   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1542 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1543    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1544    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1545    constants are involved.  For example, convert
1546      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1547    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1548 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1549      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1550  (simplify
1551   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1552   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1553        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1554    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1556 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1557 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1558    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1559 (for op (bit_and bit_ior)
1560  (simplify
1561   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1562   @2))
1563 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1564 (simplify
1565  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1566  (convert @0))
1567 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1568    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1569 (for op (bit_and bit_ior)
1570  (simplify
1571   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1572   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1573        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1574    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1575     (op @3 (convert @2))
1576     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1577      (op (convert @1) @5))))))
1578 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1579 (simplify
1580  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1581  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1582       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1583   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1585 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1586    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1587 (simplify
1588  (abs (abs@1 @0))
1589  @1)
1591 (simplify
1592  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1593  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1594   @1))
1596 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1597 (simplify
1598  (abs (negate @0))
1599  (abs @0))
1601 (simplify
1602  (absu (negate @0))
1603  (absu @0))
1605 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1606 (simplify
1607  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1608  @0)
1610 (simplify
1611  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1612  (convert @0))
1614 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X) or absu(X).  */
1615 (simplify
1616  (mult:c (nop_convert1?
1617           (bit_ior (nop_convert2? (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1618                     integer_onep))
1619          (nop_convert3? @0))
1620  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1621       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1622       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1623   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1624    (absu @0)
1625    (abs @0)
1626   )
1630 /* A few cases of fold-const.cc negate_expr_p predicate.  */
1631 (match negate_expr_p
1632  INTEGER_CST
1633  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1634        && TYPE_UNSIGNED (type))
1635       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1636           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1637 (match negate_expr_p
1638  FIXED_CST)
1639 (match negate_expr_p
1640  (negate @0)
1641  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1642 (match negate_expr_p
1643  REAL_CST
1644  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1645 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1646    ways.  */
1647 (match negate_expr_p
1648  VECTOR_CST
1649  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1650 (match negate_expr_p
1651  (minus @0 @1)
1652  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1653       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1654           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1655           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1657 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1658 (simplify
1659  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1660   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1661        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1662    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1664 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1665 (simplify
1666  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1667  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1668       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1669   (minus (negate @1) @0)))
1671 /* -(A - B) -> B - A.  */
1672 (simplify
1673  (negate (minus @0 @1))
1674  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1675       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1676           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1677           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1678   (minus @1 @0)))
1679 (simplify
1680  (negate (pointer_diff @0 @1))
1681  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1682   (pointer_diff @1 @0)))
1684 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1685 (simplify
1686  (minus @0 negate_expr_p@1)
1687  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1688  (plus @0 (negate @1))))
1690 /* Other simplifications of negation (c.f. fold_negate_expr_1).  */
1691 (simplify
1692  (negate (mult:c@0 @1 negate_expr_p@2))
1693  (if (! TYPE_UNSIGNED (type)
1694       && ! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1695       && single_use (@0))
1696   (mult @1 (negate @2))))
1698 (simplify
1699  (negate (rdiv@0 @1 negate_expr_p@2))
1700  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1701       && single_use (@0))
1702   (rdiv @1 (negate @2))))
1704 (simplify
1705  (negate (rdiv@0 negate_expr_p@1 @2))
1706  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1707       && single_use (@0))
1708   (rdiv (negate @1) @2)))
1710 /* Fold -((int)x >> (prec - 1)) into (unsigned)x >> (prec - 1).  */
1711 (simplify
1712  (negate (convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)))
1713  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1714       && wi::to_wide (@1) == element_precision (type) - 1)
1715   (with { tree stype = TREE_TYPE (@0);
1716           tree ntype = TYPE_UNSIGNED (stype) ? signed_type_for (stype)
1717                                              : unsigned_type_for (stype); }
1718    (if (VECTOR_TYPE_P (type))
1719     (view_convert (rshift (view_convert:ntype @0) @1))
1720     (convert (rshift (convert:ntype @0) @1))))))
1722 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1723    when profitable.
1724    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1725    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1726    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1727    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1728 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1729  (simplify
1730   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1731   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1732          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1733          && (int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0))
1734              || tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type)))
1735         || types_match (@0, @1))
1736        /* ???  This transform conflicts with fold-const.cc doing
1737           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1738           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1739           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1740           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1741        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1742        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1743               after hoisting the conversion the operation will be narrower.
1744               It is also a good if the conversion is a nop as moves the
1745               conversion to one side; allowing for combining of the conversions.  */
1746            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1747            /* The conversion check for being a nop can only be done at the gimple
1748               level as fold_binary has some re-association code which can conflict
1749               with this if there is a "constant" which is not a full INTEGER_CST.  */
1750            || (GIMPLE && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
1751            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1752               mode.  */
1753            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1754            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1755               of its mode.  */
1756            || !type_has_mode_precision_p (type)
1757            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1758               in smaller IL.  */
1759            || (GIMPLE
1760                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1761                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1762                && single_use (@2)
1763                && single_use (@3))))
1764    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1765  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1766     in smaller IL.  */
1767  (simplify
1768   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1769   (if (GIMPLE
1770        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1771        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1772        && types_match (type, @0))
1773    (bitop @0 (convert @1)))))
1775 (for bitop (bit_and bit_ior)
1776      rbitop (bit_ior bit_and)
1777   /* (x | y) & x -> x */
1778   /* (x & y) | x -> x */
1779  (simplify
1780   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1781   @0)
1782  /* (~x | y) & x -> x & y */
1783  /* (~x & y) | x -> x | y */
1784  (simplify
1785   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1786   (bitop @0 @1)))
1788 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1789 (simplify
1790   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1791   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1793 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1794 (simplify
1795   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1796   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1798 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1799 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1800  (simplify
1801   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1802   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1803    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1804       folded to a constant.  */
1805    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1806    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1807       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1808       the values involved are such that the operation can't be decided at
1809       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1810       that combination can be decided at compile time.
1812       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1813       oscillation.  */
1814    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1815     (if (cst1)
1816      (bitop @1 { cst1; })
1817      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1818       (if (cst2)
1819        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1821 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1822    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1823 (match truth_valued_p
1824  @0
1825  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1826 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1827  (match truth_valued_p
1828   (op @0 @1)))
1829 (match truth_valued_p
1830   (truth_not @0))
1832 (match (logical_inverted_value @0)
1833  (truth_not @0))
1834 (match (logical_inverted_value @0)
1835  (bit_not truth_valued_p@0))
1836 (match (logical_inverted_value @0)
1837  (eq @0 integer_zerop))
1838 (match (logical_inverted_value @0)
1839  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1840 (match (logical_inverted_value @0)
1841  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1843 /* X & !X -> 0.  */
1844 (simplify
1845  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1846  { build_zero_cst (type); })
1847 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1848 (for op (bit_ior bit_xor)
1849  (simplify
1850   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1851   { constant_boolean_node (true, type); }))
1852 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1853 (for op (eq ne)
1854  (simplify
1855   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1856   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1858 /* ~~x -> x */
1859 (simplify
1860   (bit_not (bit_not @0))
1861   @0)
1863 (match zero_one_valued_p
1864  @0
1865  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && tree_nonzero_bits (@0) == 1)))
1866 (match zero_one_valued_p
1867  truth_valued_p@0)
1869 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 }.  */
1870 (simplify
1871  (mult zero_one_valued_p@0 zero_one_valued_p@1)
1872  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1873   (bit_and @0 @1)))
1875 /* Transform X & -Y into X * Y when Y is { 0 or 1 }.  */
1876 (simplify
1877  (bit_and:c (convert? (negate zero_one_valued_p@0)) @1)
1878  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1879       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1880       && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != BOOLEAN_TYPE
1881       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1882   (mult (convert @0) @1)))
1884 /* Narrow integer multiplication by a zero_one_valued_p operand.
1885    Multiplication by [0,1] is guaranteed not to overflow.  */
1886 (simplify
1887  (convert (mult@0 zero_one_valued_p@1 INTEGER_CST@2))
1888  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1889       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1890       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1891   (mult (convert @1) (convert @2))))
1893 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1894 (simplify
1895  (bit_not (convert? (negate @0)))
1896  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1897       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1898   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1900 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1901 (simplify
1902  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1903  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1905 /* (a & b) ^ (a == b) -> !(a | b) */
1906 /* (a & b) == (a ^ b) -> !(a | b) */
1907 (for first_op (bit_xor eq)
1908      second_op (eq bit_xor)
1909  (simplify
1910   (first_op:c (bit_and:c truth_valued_p@0 truth_valued_p@1) (second_op:c @0 @1))
1911     (bit_not (bit_ior @0 @1))))
1913 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1914 (simplify
1915  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1916  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1917       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1918   (convert (negate @0))))
1919 (simplify
1920  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1921  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1922       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1923   (convert (negate @0))))
1925 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1926 (simplify
1927  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1928  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1929   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1930 (simplify
1931  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1932  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1933   (convert (bit_xor @0 @1))))
1935 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1936 (simplify
1937  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1938  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1939   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1941 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1942 (simplify
1943  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1944  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1946 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1947 (simplify
1948  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1949  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1950       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1951   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1953 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1954 (if (!canonicalize_math_p ())
1955  (for cmp (gt lt ge le)
1956   (simplify
1957    (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1958    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1960 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1961    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1962 (for cmp (eq ne)
1963  (simplify
1964   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1965   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1966        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1967        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1968    (cmp @0 @2))))
1970 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1971    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1972 (for cmp (eq ne)
1973  (simplify
1974   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1975   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1976        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1977        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1978    (cmp @0 @2))))
1980 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1981    x * C RELOP y * C into:
1983    x RELOP y for nonnegative C
1984    y RELOP x for negative C  */
1985 (for cmp (lt gt le ge)
1986  (simplify
1987   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1988   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1989        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1990    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1991     (cmp @0 @2)
1992    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1993         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1994     (cmp @2 @0))))))
1996 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1997 (for cmp (le gt)
1998      icmp (gt le)
1999  (simplify
2000   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
2001    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2002         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2003         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
2004         && (wi::to_wide (@2)
2005             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
2006     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2007      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
2009 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
2010 (for cmp (simple_comparison)
2011  (simplify
2012   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
2013   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
2014        && types_match (@0, @1))
2015    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2016     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2017      (cmp @1 @0)
2018      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2019       (with
2020        {
2021         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2022        }
2023        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
2024     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2025      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2026       (cmp @0 @1)
2027       (with
2028        {
2029         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2030        }
2031        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
2033 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
2034 (for cmp (simple_comparison)
2035  (simplify
2036   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2037   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2038        && integer_nonzerop (@1)
2039        && !TREE_OVERFLOW (@1)
2040        && !TREE_OVERFLOW (@2))
2041    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
2042            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
2043                                                    &neg_overflow); }
2044     (switch
2045      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
2046        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
2047         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
2048         (if (code == LT_EXPR)
2049          (lt @0 { lo; })
2050          (ge @0 { lo; }))))
2051      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
2052        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
2053         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
2054         (if (code == LE_EXPR)
2055          (le @0 { hi; })
2056          (gt @0 { hi; }))))
2057      (if (!lo && !hi)
2058       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
2059      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
2060       (ge @0 { lo; }))
2061      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
2062       (le @0 { hi; }))
2063      (if (code == NE_EXPR && !hi)
2064       (lt @0 { lo; }))
2065      (if (code == NE_EXPR && !lo)
2066       (gt @0 { hi; }))
2067      (if (GENERIC)
2068       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
2069                            lo, hi); })
2070      (with
2071       {
2072         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
2073         if (etype)
2074           {
2075             hi = fold_convert (etype, hi);
2076             lo = fold_convert (etype, lo);
2077             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
2078           }
2079       }
2080       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
2081        (if (code == EQ_EXPR)
2082         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
2083         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
2085 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2086 (for op (lt le ge gt)
2087  (simplify
2088   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2089   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2090        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2091    (op @0 @1))))
2093 /* As a special case, X + C < Y + C is the same as (signed) X < (signed) Y
2094    when C is an unsigned integer constant with only the MSB set, and X and
2095    Y have types of equal or lower integer conversion rank than C's.  */
2096 (for op (lt le ge gt)
2097  (simplify
2098   (op (plus @1 INTEGER_CST@0) (plus @2 @0))
2099   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2100        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2101        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@0)))
2102    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2103     (op (convert:stype @1) (convert:stype @2))))))
2105 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2106 (for op (eq ne minus)
2107  (simplify
2108   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2109   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2110        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2111            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2112    (op @0 @1))))
2114 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2115 (for op (lt le ge gt)
2116  (simplify
2117   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2118   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2119        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2120    (op @0 @1))))
2121 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2122 (for op (eq ne minus)
2123  (simplify
2124   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2125   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2126        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2127            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2128    (op @0 @1))))
2129 /* And for pointers...  */
2130 (for op (simple_comparison)
2131  (simplify
2132   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2133   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2134    (op @0 @1))))
2135 (simplify
2136  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2137  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2138       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2139   (pointer_diff @0 @1)))
2141 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
2142 (for op (lt le ge gt)
2143  (simplify
2144   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2145   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2146        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2147    (op @1 @0))))
2148 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2149 (for op (eq ne minus)
2150  (simplify
2151   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2152   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2153        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2154            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2155    (op @1 @0))))
2156 /* And for pointers...  */
2157 (for op (simple_comparison)
2158  (simplify
2159   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2160   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2161    (op @1 @0))))
2162 (simplify
2163  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2164  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2165       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2166   (pointer_diff @1 @0)))
2168 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
2169 (for op (lt le gt ge)
2170  (simplify
2171   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
2172   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2173        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2174        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2175        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
2176    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2177 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2178 (for op (eq ne)
2179  (simplify
2180   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
2181   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2182        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2183            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2184        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
2185        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
2186        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
2187    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2188  (simplify
2189   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
2190   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
2191        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2192        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
2193    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2195 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
2196    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2197 (for op (simple_comparison)
2198  (simplify
2199   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
2200   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2201        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2202            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
2203                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2204        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
2205    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2207 /* Transform:
2208    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
2209    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
2210 (for cmp (eq ne)
2211      ocmp (lt ge)
2212  (simplify
2213   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
2214   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2215        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
2216        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
2217        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2218    (ocmp @0 @1))))
2220 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
2221 (for cmp (eq ne)
2222  (simplify
2223   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
2224   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
2225    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2227 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
2228    possibly set.  */
2229 (match with_possible_nonzero_bits
2230  INTEGER_CST@0)
2231 (match with_possible_nonzero_bits
2232  SSA_NAME@0
2233  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
2234 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
2235 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2236  with_possible_nonzero_bits@0)
2237 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2238  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
2240 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
2241    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
2242 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2243  INTEGER_CST@0)
2244 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2245  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
2247 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
2248 (for cmp (eq ne)
2249  (simplify
2250   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
2251   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
2252    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2254 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
2255    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
2256    zero throughout its computed value range,
2257    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
2258    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
2259    and 0's otherwise.
2260    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
2261    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
2262    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
2264 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
2265      outer_op (bit_xor bit_ior)
2266 (simplify
2267  (outer_op
2268   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
2269  (with
2270   {
2271     bool fail = false;
2272     wide_int zero_mask_not;
2273     wide_int C0;
2274     wide_int cst_emit;
2276     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
2277       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
2278     else
2279       fail = true;
2281     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
2282       {
2283         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
2284         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
2285       }
2286     else
2287       {
2288         C0 = wi::to_wide (@0);
2289         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
2290       }
2291   }
2292   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
2293    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
2294    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
2295     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2297 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2298 (simplify
2299   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2300   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2301 #if GENERIC
2302 (simplify
2303   (pointer_plus (convert:s (pointer_plus:s @0 @1)) @3)
2304   (convert:type (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
2305 #endif
2307 /* Pattern match
2308      tem1 = (long) ptr1;
2309      tem2 = (long) ptr2;
2310      tem3 = tem2 - tem1;
2311      tem4 = (unsigned long) tem3;
2312      tem5 = ptr1 + tem4;
2313    and produce
2314      tem5 = ptr2;  */
2315 (simplify
2316   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2317   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2318   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2319        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2320             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2321    @1))
2322 (simplify
2323   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2324   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2325    (convert @1)))
2327 /* Pattern match
2328      tem = (sizetype) ptr;
2329      tem = tem & algn;
2330      tem = -tem;
2331      ... = ptr p+ tem;
2332    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2333      ... = ptr & ~algn;  */
2334 (simplify
2335   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2336   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2337    (bit_and @0 { algn; })))
2339 /* Try folding difference of addresses.  */
2340 (simplify
2341  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2342  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2343   (with { poly_int64 diff; }
2344    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2345     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2346 (simplify
2347  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2348  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2349   (with { poly_int64 diff; }
2350    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2351     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2352 (simplify
2353  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2354  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2355       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2356   (with { poly_int64 diff; }
2357    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2358     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2359 (simplify
2360  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2361  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2362       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2363   (with { poly_int64 diff; }
2364    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2365     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2367 /* (&a+b) - (&a[1] + c) -> sizeof(a[0]) + (b - c) */
2368 (simplify
2369  (pointer_diff (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2370  (with { poly_int64 diff; }
2371    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2372     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert (minus @1 @3))))))
2374 /* (&a+b) !=/== (&a[1] + c) ->  sizeof(a[0]) + b !=/== c */
2375 (for neeq (ne eq)
2376  (simplify
2377   (neeq (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2378    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@1);}
2379     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2380      (neeq (plus { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @1) @3)))))
2382 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2383 (simplify
2384  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2385  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2386   { build_fold_addr_expr_with_type
2387       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2388                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2389                type); }))
2391 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2392    be able to fold this expression using the object or function's
2393    alignment.  */
2394 (simplify
2395  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2396  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2397       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2398   (with
2399    {
2400      unsigned int align;
2401      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2402      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2403    }
2404    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2405     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2406                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2408 (match min_value
2409  INTEGER_CST
2410  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2411       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2413 (match max_value
2414  INTEGER_CST
2415  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2416       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2418 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2419    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2420 (for eqne (eq ne)
2421  (simplify
2422   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2423    (switch
2424     (if (eqne == EQ_EXPR)
2425      { constant_boolean_node (false, type); })
2426     (if (eqne == NE_EXPR)
2427      @2)
2428     )))
2430 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2431    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2432 (for eqne (eq ne)
2433  (simplify
2434   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2435    (switch
2436     (if (eqne == EQ_EXPR)
2437      { constant_boolean_node (false, type); })
2438     (if (eqne == NE_EXPR)
2439      @2)
2440     )))
2442 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2443 (simplify
2444  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2445   @2)
2447 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2448 (simplify
2449  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2450   @2)
2452 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2453 (simplify
2454  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2455   @2)
2457 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2458 (simplify
2459  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2460   { constant_boolean_node (true, type); })
2462 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2463 (simplify
2464  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2465   @2)
2467 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2468 (simplify
2469  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2470   @2)
2472 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2473    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2474 (for eqne (eq ne)
2475  (simplify
2476   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2477    (switch
2478     (if (eqne == EQ_EXPR)
2479      @2)
2480     (if (eqne == NE_EXPR)
2481      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2483 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2484 (simplify
2485  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:cs @0 @1))
2486   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2487        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2488   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2490 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2491 (simplify
2492  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:cs @0 @1))
2493   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2494        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2495   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2497 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2498    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2500 (for code1 (eq ne)
2501  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2502   (simplify
2503    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2504     (with
2505      {
2506       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2507       bool val;
2508       switch (code2)
2509          {
2510         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2511         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2512         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2513         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2514         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2515         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2516         default: gcc_unreachable ();
2517         }
2518      }
2519      (switch
2520       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2521       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2522       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2524 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2526 (for code1 (lt le gt ge)
2527  (for code2 (lt le gt ge)
2528   (simplify
2529   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2530    (with
2531     {
2532      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2533     }
2534     (switch
2535      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2536      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2537           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2538       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2539        @3
2540        @4))
2541      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2542      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2543           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2544       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2545        @3
2546        @4))
2547      /* Check for singleton ranges.  */
2548      (if (cmp == 0
2549           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2550             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2551       (eq @0 @1))
2552      /* Check for disjoint ranges.  */
2553      (if (cmp <= 0
2554           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2555           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2556       { constant_boolean_node (false, type); })
2557      (if (cmp >= 0
2558           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2559           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2560       { constant_boolean_node (false, type); })
2561      )))))
2563 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2564    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2566 (for code1 (eq ne)
2567  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2568   (simplify
2569    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2570     (with
2571      {
2572       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2573       bool val;
2574       switch (code2)
2575         {
2576         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2577         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2578         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2579         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2580         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2581         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2582         default: gcc_unreachable ();
2583         }
2584      }
2585      (switch
2586       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2587       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2588       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2590 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2592 (for code1 (lt le gt ge)
2593  (for code2 (lt le gt ge)
2594   (simplify
2595   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2596    (with
2597     {
2598      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2599     }
2600     (switch
2601      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2602      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2603           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2604       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2605        @4
2606        @3))
2607      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2608      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2609           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2610       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2611        @4
2612        @3))
2613      /* Check for singleton ranges.  */
2614      (if (cmp == 0
2615           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2616               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2617       (ne @0 @2))
2618      /* Check for disjoint ranges.  */
2619      (if (cmp >= 0
2620           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2621           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2622       { constant_boolean_node (true, type); })
2623      (if (cmp <= 0
2624           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2625           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2626       { constant_boolean_node (true, type); })
2627      )))))
2629 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2630 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2632  /* Contract negates.  */
2633  /* A + (-B) -> A - B */
2634  (simplify
2635   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2636   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2637   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2638        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2639    (with
2640     {
2641      tree t1 = type;
2642      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2643          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2644        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2645     }
2646     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2647  /* A - (-B) -> A + B */
2648  (simplify
2649   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2650   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2651        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2652    (with
2653     {
2654      tree t1 = type;
2655      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2656          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2657        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2658     }
2659     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2660  /* -(T)(-A) -> (T)A
2661     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2662     happen without overflow.  */
2663  (simplify
2664   (negate (convert (negate @1)))
2665   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2666        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2667            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2668                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2669        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2670        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2671    (convert @1)))
2672  (simplify
2673   (negate (convert negate_expr_p@1))
2674   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2675        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2676             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2677             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2678            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2679    (convert (negate @1))))
2680  (simplify
2681   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2682   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2683        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2684    (view_convert @1)))
2686  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2687     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2688  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2689       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2691   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2692      irrespective of overflow issues.  */
2693   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2694   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2695   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2696   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2697   (simplify
2698    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2699    (view_convert @1))
2700   (simplify
2701    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2702    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2703         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2704    (negate (view_convert @1))
2705    (view_convert (negate @1))))
2706   (simplify
2707    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2708    (view_convert @0))
2709   (simplify
2710    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2711     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2712          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2713      (negate (view_convert @1))
2714      (view_convert (negate @1))))
2715   (simplify
2716    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2717    (view_convert @1))
2718   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2719   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2720   /* More cases are handled with comparisons.  */
2721   (simplify
2722    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2723    (plus @2 @1))
2724   (simplify
2725    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2726    (minus @2 @1))
2727   (simplify
2728    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2729    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2730         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2731     (pointer_diff @2 @1)))
2732   (simplify
2733    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2734    (plus @1 @2))
2736   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2737      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2738      scalars.  */
2739   (for outer_op (plus minus)
2740    (for inner_op (plus minus)
2741         neg_inner_op (minus plus)
2742     (simplify
2743      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2744                CONSTANT_CLASS_P@2)
2745      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2746      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2747       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2748          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2749       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2750        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2751         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2752         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2753       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2754            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2755        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2756         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2757         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2758        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2759           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2760           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2761        (if (types_match (type, @0))
2762         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2763                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2764                                         type, @1, @2); }
2765          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2766           (inner_op @0 { cst; } )
2767           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2768           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2769                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2770            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2771            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2772            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2773             (if (utype)
2774              (view_convert (inner_op
2775                             (view_convert:utype @0)
2776                             (view_convert:utype
2777                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2779   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2780   (for outer_op (plus minus)
2781    (simplify
2782     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2783     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2784     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2785      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2786         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2787      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2788       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2789      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2790           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2791       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2792       (if (types_match (type, @0))
2793        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2794         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2795          (minus { cst; } @0))))))))
2797   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2798      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2799      scalars.  */
2800   (simplify
2801    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2802    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2803    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2804     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2805       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2806     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2807      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2808     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2809          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2810      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2811      (if (types_match (type, @0))
2812       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2813        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2814         (plus { cst; } @0)))))))
2816 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2817 #if GIMPLE
2818   (simplify
2819    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2820     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2821          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2822          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2823          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2824      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2825         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2826      (with
2827       {
2828         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2829                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2830         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2832         wide_int w1
2833           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2834                             TYPE_SIGN (inner_type));
2836         value_range vr;
2837         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2838             && vr.kind () == VR_RANGE)
2839           {
2840             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2841             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2842             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2843             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2844           }
2845       }
2846      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2847       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2848      )))
2849 #endif
2851 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2852 #if GIMPLE
2853   (for op (plus minus)
2854    (simplify
2855     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2856      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2857           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2858           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2859           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2860           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2861           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2862        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2863 #endif
2865 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2866    to a simple value.  */
2867   (for op (plus minus)
2868    (simplify
2869     (op (convert @0) (convert @1))
2870      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2871           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2872           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2873           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2874           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2875           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2876       (convert (op! @0 @1)))))
2878   /* ~A + A -> -1 */
2879   (simplify
2880    (plus:c (bit_not @0) @0)
2881    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2882     { build_all_ones_cst (type); }))
2884   /* ~A + 1 -> -A */
2885   (simplify
2886    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2887    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2888     (negate (convert @0))))
2890   /* -A - 1 -> ~A */
2891   (simplify
2892    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2893    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2894         && TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2895         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2896     (bit_not (convert @0))))
2898   /* -1 - A -> ~A */
2899   (simplify
2900    (minus integer_all_onesp @0)
2901    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
2902     (bit_not @0)))
2904   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2905   (simplify
2906    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2907     (convert? @0))
2908    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2909         /* For integer types, if A has a smaller type
2910            than T the result depends on the possible
2911            overflow in P + A.
2912            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2913            However, if an overflow in P + A would cause
2914            undefined behavior, we can assume that there
2915            is no overflow.  */
2916         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2917             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2918     (convert @1)))
2919   (simplify
2920    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2921     (convert @0))
2922    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2923         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2924            final type requires a sign- or zero-extension,
2925            then we have to punt - it is not defined which
2926            one is correct.  */
2927         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2928             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2929             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2930     (convert @1)))
2931    (simplify
2932     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2933     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2934        thus sign-extended if necessary.  */
2935     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2936      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2937         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2938         we don't want to diagnose overflow here.  */
2939      (convert (view_convert:stype @1))))
2941   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2942   (simplify
2943    (minus (convert? @0)
2944     (convert (plus:c @@0 @1)))
2945    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2946         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2947         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2948     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2949      (convert (negate (convert:utype @1))))
2950     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2951          /* For integer types, if A has a smaller type
2952             than T the result depends on the possible
2953             overflow in P + A.
2954             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2955             However, if an overflow in P + A would cause
2956             undefined behavior, we can assume that there
2957             is no overflow.  */
2958          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2959              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2960      (negate (convert @1)))))
2961   (simplify
2962    (minus (convert @0)
2963     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2964    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2965         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2966         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2967     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2968      (convert (negate (convert:utype @1))))
2969     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2970          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2971             final type requires a sign- or zero-extension,
2972             then we have to punt - it is not defined which
2973             one is correct.  */
2974          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2975              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2976              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2977      (negate (convert @1)))))
2978    (simplify
2979     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2980     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2981        thus sign-extended if necessary.  */
2982     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2983      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2984         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2985         we don't want to diagnose overflow here.  */
2986      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2988   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2989   (simplify
2990    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2991     (convert (plus:c @0 @2)))
2992    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2993         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2994         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2995         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2996     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2997      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2998     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2999           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
3000          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3001              /* For integer types, if A has a smaller type
3002                 than T the result depends on the possible
3003                 overflow in P + A.
3004                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3005                 However, if an overflow in P + A would cause
3006                 undefined behavior, we can assume that there
3007                 is no overflow.  */
3008              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3009                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3010                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
3011                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
3012      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3013   (simplify
3014    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
3015     (convert (pointer_plus @0 @2)))
3016    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3017         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3018         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3019     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3020      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3021     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3022          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3023             final type requires a sign- or zero-extension,
3024             then we have to punt - it is not defined which
3025             one is correct.  */
3026          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3027              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3028              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
3029              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
3030              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
3031      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3032    (simplify
3033     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
3034      (pointer_diff @0 @1))
3035    (simplify
3036     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
3037     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3038        thus sign-extended if necessary.  */
3039     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3040      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3041         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3042         we don't want to diagnose overflow here.  */
3043      (minus (convert (view_convert:stype @1))
3044             (convert (view_convert:stype @2)))))))
3046 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
3047     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
3048 (if (!TYPE_SATURATING (type)
3049      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
3050  (for plusminus (plus minus)
3051   (simplify
3052    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
3053    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3054         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3055         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3056             && tree_expr_nonzero_p (@0)
3057             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3058     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
3059      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
3060         original operand (but not on both).  */
3061      (mult (plusminus @1 @2) @0)
3062      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
3063   )))
3064   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
3065   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
3066    (simplify
3067     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
3068     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3069           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3070           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
3071              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3072              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
3073              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
3074           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3075               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3076                    && expr_not_equal_to (@0,
3077                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
3078                   || (plusminus == PLUS_EXPR
3079                       ? expr_not_equal_to (@2,
3080                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3081                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
3082                       : (expr_not_equal_to (@2,
3083                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3084                          && expr_not_equal_to (@2,
3085                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3086                                 + 1))))))
3087          && single_use (@3))
3088      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
3089    (simplify
3090     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
3091     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3092           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3093           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
3094              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3095              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
3096              for @0 0 and @2 min.  */
3097           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3098               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3099                    && (plusminus == MINUS_EXPR
3100                        || expr_not_equal_to (@0,
3101                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3102                   || expr_not_equal_to (@2,
3103                         (plusminus == PLUS_EXPR
3104                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3105                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
3106          && single_use (@3))
3107      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
3109 #if GIMPLE
3110 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
3111    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
3112 (simplify
3113  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
3114   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3115        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3116        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3117        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3118            || optab_handler (smul_optab,
3119                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3120    (with { tree t = type;
3121            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3122            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
3123                                              element_precision (type));
3124            w += 1;
3125            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3126                                         : t, w);
3127            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3128     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3129 (simplify
3130  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
3131   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3132        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3133        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3134        && tree_fits_uhwi_p (@2)
3135        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
3136        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3137            || optab_handler (smul_optab,
3138                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3139    (with { tree t = type;
3140            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3141            unsigned int prec = element_precision (type);
3142            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
3143            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
3144            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3145                                         : t, w);
3146            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3147     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3148 #endif
3150 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
3151    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
3152    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
3153 (for op (bit_ior bit_xor)
3154  (simplify
3155   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3156       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3157   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3158        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3159    (mult @1
3160          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
3161  (simplify
3162   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3163         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3164   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3165        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3166        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3167    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
3168            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
3169                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3170     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
3171  (simplify
3172   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3173         @1)
3174   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3175        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3176    (mult @1
3177          { wide_int_to_tree (type,
3178                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
3179  (simplify
3180   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3181       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3182   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3183        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3184        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3185        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3186    (with { tree t = type;
3187            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3188              t = unsigned_type_for (t);
3189            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3190            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
3191                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3192     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
3193  (simplify
3194   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3195         @1)
3196   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3197        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3198        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3199    (with { tree t = type;
3200            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3201              t = unsigned_type_for (t);
3202            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3203            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
3204     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
3206 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
3208 (for minmax (min max)
3209  (simplify
3210   (minmax @0 @0)
3211   @0))
3212 /* For fmin() and fmax(), skip folding when both are sNaN.  */
3213 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3214  (simplify
3215   (minmax @0 @0)
3216   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3217     @0)))
3218 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
3219 (simplify
3220  (min:c (max:c @0 @1) @1)
3221  @1)
3222 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
3223 (simplify
3224  (max:c (min:c @0 @1) @1)
3225  @1)
3226 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
3227 (simplify
3228  (max:c @0 (negate @0))
3229  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3230       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3231           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3232   (abs @0)))
3233 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
3234 (simplify
3235  (min:c @0 (negate @0))
3236  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3237       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3238           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3239   (negate (abs @0))))
3240 (simplify
3241  (min @0 @1)
3242  (switch
3243   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3244        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3245        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3246    @1)
3247   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3248        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3249        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3250    @0)))
3251 (simplify
3252  (max @0 @1)
3253  (switch
3254   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3255        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3256        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3257    @1)
3258   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3259        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3260        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3261    @0)))
3263 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
3264 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
3265 (simplify
3266  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3267   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3268    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3269     @2
3270     @0)))
3272 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
3273 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
3274 (simplify
3275  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3276   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3277    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3278     @0
3279     @2)))
3281 /* Simplify min (&var[off0], &var[off1]) etc. depending on whether
3282    the addresses are known to be less, equal or greater.  */
3283 (for minmax (min max)
3284      cmp (lt gt)
3285  (simplify
3286   (minmax (convert1?@2 addr@0) (convert2?@3 addr@1))
3287   (with
3288    {
3289      poly_int64 off0, off1;
3290      tree base0, base1;
3291      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
3292                                   off0, off1, GENERIC);
3293    }
3294    (if (equal == 1)
3295     (if (minmax == MIN_EXPR)
3296      (if (known_le (off0, off1))
3297       @2
3298       (if (known_gt (off0, off1))
3299        @3))
3300      (if (known_ge (off0, off1))
3301       @2
3302       (if (known_lt (off0, off1))
3303        @3)))))))
3305 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
3306    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
3307 (for minmax (min max)
3308  (simplify
3309   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
3310   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3311        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
3312        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
3313        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
3314    (minmax @1 (convert @2)))))
3316 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3317  /* If either argument is NaN and other one is not sNaN, return the other
3318     one.  Avoid the transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
3319  (simplify
3320   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
3321    (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
3322        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling)
3323        && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3324    @0)))
3325 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
3326    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
3327    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
3328    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
3329    worry about it either.  */
3330 (if (flag_finite_math_only)
3331  (simplify
3332   (FMIN_ALL @0 @1)
3333   (min @0 @1))
3334  (simplify
3335   (FMAX_ALL @0 @1)
3336   (max @0 @1)))
3337 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
3338 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3339      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
3340  (simplify
3341   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
3342   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3343        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3344            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3345    (negate (maxmin @0 @1)))))
3346 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3347    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3348 (for minmax (min max)
3349  maxmin (max min)
3350  (simplify
3351   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3352   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3354 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3355 (for minmax (min min max max)
3356      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3357      out    (le  gt  ge  lt )
3358  (simplify
3359   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3360   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3361    (out @0 @1))))
3362 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3363    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3364 (for cmp (eq ne)
3365  (simplify
3366   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3367   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3368                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3369    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3370    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3371                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3372     (cmp @0 @2)))))
3373 (for cmp (eq ne)
3374  (simplify
3375   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3376   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3377                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3378    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3379    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3380                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3381     (cmp @0 @2)))))
3382 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3383 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3384      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3385      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3386  (simplify
3387   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3388   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3390 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3391    X > MAX(X, Y) -> false 
3392    X >= MIN(X, Y) -> true
3393    X < MIN(X, Y) -> false */
3394 (for minmax (min     min     max     max     )
3395      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3396  (simplify
3397   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3398   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3400 /* Undo fancy ways of writing max/min or other ?: expressions, like
3401    a - ((a - b) & -(a < b))  and  a - (a - b) * (a < b) into (a < b) ? b : a.
3402    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3403 /* Transform A + (B-A)*cmp into cmp ? B : A.  */
3404 (simplify
3405  (plus:c @0 (mult:c (minus @1 @0) zero_one_valued_p@2))
3406  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3407       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3408   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3409 /* Transform A - (A-B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3410 (simplify
3411  (minus @0 (mult:c (minus @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3412  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3413       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3414   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3415 /* Transform A ^ (A^B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3416 (simplify
3417  (bit_xor:c @0 (mult:c (bit_xor:c @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3418  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3419       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3420   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3422 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3424 (for rotate (lrotate rrotate)
3425  (simplify
3426   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3427   @0))
3429 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3430 (simplify
3431  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3432  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3433   @0))
3435 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3436 (simplify
3437  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3438  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3439   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3440   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3442 (simplify
3443  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3444  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3445       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3446          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3447          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3448       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3449       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3450       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3451       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3452       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3453           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3454                         TYPE_PRECISION (type)
3455                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3456   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3458 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3459    types.  */
3460 (simplify
3461  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3462  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3463       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3464   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3466 /* Optimize x >> x into 0 */
3467 (simplify
3468  (rshift @0 @0)
3469   { build_zero_cst (type); })
3471 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3472  (simplify
3473   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3474   (non_lvalue @0))
3475  (simplify
3476   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3477   @0)
3478  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3479     if vector2 is uniform.  */
3480  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3481   (simplify
3482    (shiftrotate @0 vec@1)
3483    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3484     (if (tem)
3485      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3487 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3488    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3489 #if GIMPLE
3490 (for shift (lshift rshift)
3491  (simplify
3492   (shift @0 SSA_NAME@1)
3493    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3494     (with {
3495       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3496       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3497      }
3498      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3499       @0)))))
3500 #endif
3502 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3503    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3504 (simplify
3505  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3506  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3507                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3508                                            element_precision (type)), @1); }))
3510 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3511 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3512  (simplify
3513   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3514   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3515    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3516         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3517         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3518         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3519     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3520                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3521      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3522         being well defined.  */
3523      (if (low >= prec)
3524       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3525        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3526        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3527         { build_zero_cst (type); }
3528         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3529       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3532 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3533 (simplify
3534  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3535   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3536    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3537    { build_zero_cst (type); }))
3539 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3540    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3541    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3542 (for cmp (ne eq)
3543      icmp (eq ne)
3544  (simplify
3545   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3546    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3547            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3548     (if (c1 < c2)
3549      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3550      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3551  (simplify
3552   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3553    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3554     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3555             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3556      (if (c1 > c2)
3557       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3558       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3560 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3561    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3562    if CST2 != 0.  */
3563 (for cmp (ne eq)
3564  (simplify
3565   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3566   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3567    (if (cand < 0
3568         || (!integer_zerop (@2)
3569             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3570     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3571     (if (!integer_zerop (@2)
3572          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3573      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3575 /* Fold ((X << C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 >> C1)) cmp (C3 >> C1)
3576         ((X >> C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 << C1)) cmp (C3 << C1).  */
3577 (for cmp (ne eq)
3578  (simplify
3579   (cmp (bit_and:s (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3580   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3581        && tree_to_shwi (@1) > 0
3582        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3583        && tree_to_shwi (@1) <= wi::ctz (wi::to_wide (@3)))
3584    (with { wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3585            wide_int c2 = wi::lrshift (wi::to_wide (@2), c1);
3586            wide_int c3 = wi::lrshift (wi::to_wide (@3), c1); }
3587     (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c2); })
3588          { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c3); }))))
3589  (simplify
3590   (cmp (bit_and:s (rshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3591   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3592        && tree_to_shwi (@1) > 0
3593        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3594        && tree_to_shwi (@1) <= wi::clz (wi::to_wide (@2))
3595        && tree_to_shwi (@1) <= wi::clz (wi::to_wide (@3)))
3596    (cmp (bit_and @0 (lshift @2 @1)) (lshift @3 @1)))))
3598 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3599         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3600    if the new mask might be further optimized.  */
3601 (for shift (lshift rshift)
3602  (simplify
3603   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3604            INTEGER_CST@2)
3605    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3606         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3607         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3608         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3609         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3610     (with
3611      {
3612        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3613        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3614        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3615        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3616        unsigned int prec;
3618        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3619          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3620        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3621                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3622          {
3623            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3624            tree arg00 = @0;
3625            /* See if more bits can be proven as zero because of
3626               zero extension.  */
3627            if (@3 != @0
3628                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3629              {
3630                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3631                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3632                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3633                  {
3634                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3635                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3636                    if (shiftc < prec)
3637                      shift_type = inner_type;
3638                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3639                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3640                       is all ones.  */
3641                  }
3642              }
3643            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3644            if (shiftc < prec)
3645              {
3646                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3647                zerobits <<= prec - shiftc;
3648              }
3649            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3650               can contain actually sign bits, so no transformation is
3651               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3652               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3653            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3654                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3655              {
3656                if ((mask & zerobits) == 0)
3657                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3658                else
3659                  zerobits = 0;
3660              }
3661          }
3662      }
3663      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3664      (if ((mask & zerobits) == mask)
3665       { build_int_cst (type, 0); }
3666       (with { newmask = mask | zerobits; }
3667        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3668         (with
3669          {
3670            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3671               mode's mask.  */
3672            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3673                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3674              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3675                break;
3676          }
3677          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3678               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3679           (with
3680            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3681            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3682             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3683              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3684              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3686 /* ((1 << n) & M) != 0  -> n == log2 (M) */
3687 (for cmp (ne eq)
3688        icmp (eq ne)
3689  (simplify
3690   (cmp
3691    (bit_and
3692     (nop_convert? (lshift integer_onep @0)) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3693   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3694    (icmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3695                                 wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1))); }))))
3697 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3698    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3699 (for shift (lshift rshift)
3700  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3701   (simplify
3702    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3703    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3704     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3705      (if (mask)
3706       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3708 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3709 (simplify
3710  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3711   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3712        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3713            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3714            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3715    (with
3716     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3717      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3719 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3720    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3721 (for rotate (lrotate rrotate)
3722  (simplify
3723   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3724    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3725          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3726          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3727         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3728             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3729     (with
3730      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3731       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3733 (for cmp (eq ne)
3734  (for rotate (lrotate rrotate)
3735       invrot (rrotate lrotate)
3736   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3737   (simplify
3738    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3739    (cmp @1 @2))
3740   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3741   (simplify
3742    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3743    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3744   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3745   (simplify
3746    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3747     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3748      (cmp @0 @2)))))
3750 /* Narrow a lshift by constant.  */
3751 (simplify
3752  (convert (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2))
3753  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3754       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3755       && !integer_zerop (@2)
3756       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3757   (if (TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3758        || wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type)))
3759    (lshift (convert @1) @2)
3760    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))
3761     { build_zero_cst (type); }))))
3763 /* Simplifications of conversions.  */
3765 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3766 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3767  (simplify
3768   (cvt @0)
3769   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3770        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3771    @0)))
3773 /* Contract view-conversions.  */
3774 (simplify
3775   (view_convert (view_convert @0))
3776   (view_convert @0))
3778 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3779    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3780 (simplify
3781   (view_convert @0)
3782   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3783        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3784        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3785    (convert @0)))
3787 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3788    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3789 (simplify
3790   (view_convert (convert@0 @1))
3791   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3792        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3793        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3794        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3795            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3796                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3797    (view_convert @1)))
3799 /* Simplify a view-converted empty or single-element constructor.  */
3800 (simplify
3801   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3802   (with
3803    { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
3804                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0); }
3805    (switch
3806     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
3807      { build_zero_cst (type); })
3808     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 1
3809          && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (ctor))
3810          && operand_equal_p (TYPE_SIZE (type),
3811                              TYPE_SIZE (TREE_TYPE
3812                                (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value))))
3813      (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value; })))))
3815 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3816    barriers can be removed.  */
3817 (simplify
3818  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3819  @0)
3820 (simplify
3821  (paren (paren@1 @0))
3822  @1)
3824 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3825 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3826  (for icvt (convert float)
3827   (simplify
3828    (ocvt (icvt@1 @0))
3829    (with
3830     {
3831       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3832       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3833       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3834       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3835       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3836       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3837       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3838       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3839       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3840       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3841       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3842       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3843       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3844       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3845       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3846       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3847       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3848       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3849       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3850       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3851     }
3852    (switch
3853     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3854        handled below, if we are converting something to its own
3855        type via an object of identical or wider precision, neither
3856        conversion is needed.  */
3857     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3858           || (GENERIC
3859               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3860          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3861              || (inter_float && final_float))
3862          && inter_prec >= final_prec)
3863      (ocvt @0))
3865     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3866        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3867        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3868        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3869        then we sometimes need the middle conversion.  */
3870     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3871          && (final_int || final_float)
3872          && inter_prec >= inside_prec
3873          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3874      (ocvt @0))
3876     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3877        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3878        final conversion does not change precision we can drop the
3879        intermediate conversion.  */
3880     (if (inside_int && inter_int && final_int
3881          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3882               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3883              || final_prec == inter_prec))
3884      (ocvt @0))
3886     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3887         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3888         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3889         - the intermediate type is narrower than both initial and
3890           final, or
3891         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3892           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3893         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3894           intermediate and final types differ, or
3895         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3896           initial and intermediate types differ.  */
3897     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3898          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3899          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3900          && ! (inside_int && inter_int
3901                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3902                && inter_prec < final_prec)
3903          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3904              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3905          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3906          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3907      (ocvt @0))
3909     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3910        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3911     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3912          && final_int && inter_int && inside_int
3913          && final_prec == inside_prec
3914          && final_prec > inter_prec
3915          && inter_unsignedp)
3916      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3917                               (inside_type,
3918                                wi::mask (inter_prec, false,
3919                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3921     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3922        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3923        floating-point conversion.  */
3924     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3925          && inside_int && inter_float && final_int &&
3926          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3927          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3928      (convert @0)))))))
3930 /* (float_type)(integer_type) x -> trunc (x) if the type of x matches
3931    float_type.  Only do the transformation if we do not need to preserve
3932    trapping behaviour, so require !flag_trapping_math. */
3933 #if GIMPLE
3934 (simplify
3935    (float (fix_trunc @0))
3936    (if (!flag_trapping_math
3937         && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
3938         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_TRUNC, type,
3939                                           OPTIMIZE_FOR_BOTH))
3940       (IFN_TRUNC @0)))
3941 #endif
3943 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3944    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3945    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3946 (simplify
3947   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3948   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3949        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3950        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3951        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3952                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3953    (convert @0)))
3956 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3957 (simplify
3958   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3959   (convert @0))
3961 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3962 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3963      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3964   (simplify
3965    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3966    @0))
3968 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3969 (for op (plus minus)
3970  (simplify
3971   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3972   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3973        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3974    (with
3975      {
3976        wi::overflow_type overflow;
3977        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3978                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3979      }
3980      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3981          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3982       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3983       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3984        (convert (op (convert:utype @0)
3985                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3987 /* Canonicalization of binary operations.  */
3989 /* Convert X + -C into X - C.  */
3990 (simplify
3991  (plus @0 REAL_CST@1)
3992  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3993   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3994    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3995     (minus @0 { tem; })))))
3997 /* Convert x+x into x*2.  */
3998 (simplify
3999  (plus @0 @0)
4000  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4001   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
4002   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
4003    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
4005 /* 0 - X  ->  -X.  */
4006 (simplify
4007  (minus integer_zerop @1)
4008  (negate @1))
4009 (simplify
4010  (pointer_diff integer_zerop @1)
4011  (negate (convert @1)))
4013 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
4014    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
4015    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
4016 (simplify
4017  (minus real_zerop@0 @1)
4018  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
4019   (negate @1)))
4021 /* Transform x * -1 into -x.  */
4022 (simplify
4023  (mult @0 integer_minus_onep)
4024  (negate @0))
4026 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
4027    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
4028 (simplify
4029  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
4030  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
4031       && single_use (@3)
4032       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
4033   (mult (mult @0 @2) @1)))
4035 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
4036    number.  */
4037 (match compositional_complex
4038  (convert? (complex @0 @1)))
4040 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
4041 (simplify
4042  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
4043  @0)
4044 (simplify
4045  (realpart (complex @0 @1))
4046  @0)
4047 (simplify
4048  (imagpart (complex @0 @1))
4049  @1)
4051 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
4052 (simplify
4053  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
4054  (convert (realpart @0)))
4055 (simplify
4056  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
4057  (convert (negate (imagpart @0))))
4058 (for part (realpart imagpart)
4059  (for op (plus minus)
4060   (simplify
4061    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
4062    (convert (op (part @0) (part @1))))))
4063 (simplify
4064  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4065  (convert (COS @0)))
4066 (simplify
4067  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4068  (convert (SIN @0)))
4070 /* conj(conj(x)) -> x  */
4071 (simplify
4072  (conj (convert? (conj @0)))
4073  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
4074   (convert @0)))
4076 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
4077 (simplify
4078  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
4079  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
4080   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
4082 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
4083 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
4084             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
4085  (simplify
4086   (bswap (bswap @0))
4087   @0)
4088  (simplify
4089   (bswap (bit_not (bswap @0)))
4090   (bit_not @0))
4091  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
4092   (simplify
4093    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
4094    (bitop @0 (bswap @1))))
4095  (for cmp (eq ne)
4096   (simplify
4097    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
4098    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
4099     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
4100   (simplify
4101    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
4102    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
4103     (cmp (convert:ctype @0) (bswap! @1)))))
4104  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
4105  (simplify
4106   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
4107            INTEGER_CST@3)
4108    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4109         && tree_fits_uhwi_p (@2)
4110         && tree_fits_uhwi_p (@3))
4111     (with
4112      {
4113       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
4114       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
4115       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
4116       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
4117       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
4118      }
4119      (if (bits < prec
4120           && mask < (256u>>lo)
4121           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
4122       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
4123        (if (ns == 0)
4124         (bit_and (convert @1) @3)
4125         (with
4126          {
4127           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
4128           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
4129          }
4130          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
4131  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
4132  (simplify
4133   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4134    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4135         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
4136         && tree_fits_uhwi_p (@1))
4137     (with
4138      {
4139       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4140       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
4141       /* If the bswap was extended before the original shift, this
4142          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
4143          the original shift.  */
4144       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
4145      }
4146      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
4147         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
4148      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
4149           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
4150           && TYPE_UNSIGNED (type)
4151           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
4152       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
4153        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
4154       (if (bits + 8 == prec)
4155        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
4156         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
4157         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
4158        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
4159         (with 
4160          {
4161           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
4162           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
4163                                        : signed_char_type_node;
4164          }
4165          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
4166  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
4167  (simplify
4168   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4169    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4170         && tree_fits_uhwi_p (@1)
4171         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
4172     (with
4173      {
4174       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4175       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
4176       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
4177      }
4178      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
4181 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
4183 /* Simplify constant conditions.
4184    Only optimize constant conditions when the selected branch
4185    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
4186    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
4187    Note that we cannot throw away the fold-const.cc variant nor
4188    this one as we depend on doing this transform before possibly
4189    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.cc one can optimize
4190    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
4191    genmatch cannot handle.  */
4192 (simplify
4193  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
4194  (if (integer_zerop (@0))
4195   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
4196    @2)
4197   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
4198    @1)))
4199 (simplify
4200  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
4201  (if (integer_all_onesp (@0))
4202   @1
4203   (if (integer_zerop (@0))
4204    @2)))
4206 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
4207 (for op (negate bit_not abs absu)
4208  (simplify
4209   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
4210   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
4212 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
4213 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
4214          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
4215          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
4216 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
4217  (simplify
4218   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
4219   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
4221 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
4222  (simplify
4223   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
4224   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
4225  (simplify
4226   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
4227   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
4229 #if GIMPLE
4230 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @4)
4231  (bit_and (convert?@4 (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0 @3))
4232            INTEGER_CST@1)
4233  (with {
4234          int ibit = tree_log2 (@0);
4235          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4236        }
4237   (if (ibit == ibit2
4238       && ibit >= 0
4239       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4241 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4242  (bit_and (convert?@3 (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0))
4243           INTEGER_CST@1)
4244  (with {
4245          int ibit = tree_log2 (@0);
4246          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4247        }
4248   (if (ibit == ibit2
4249       && ibit >= 0
4250       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4252 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4253  (bit_and:c
4254   (convert1?@4
4255    (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@5 @6)) @3))
4256   (convert2? @0))
4257  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4259 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4260  (bit_and:c
4261   (convert1?@4
4262    (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@3 @5))))
4263   (convert2? @0))
4264  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4266 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4267  (bit_and@4 (convert?@3 (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 INTEGER_CST@0 @5))
4268             INTEGER_CST@1)
4269  (with {
4270          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4271                                               TYPE_PRECISION(type)));
4272          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4273        }
4274   (if (ibit == ibit2
4275       && ibit >= 0
4276       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4278 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4279  (bit_and@4
4280   (convert?@3 (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 INTEGER_CST@0))
4281   INTEGER_CST@1)
4282  (with {
4283          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4284                                               TYPE_PRECISION(type)));
4285          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4286        }
4287   (if (ibit == ibit2
4288       && ibit >= 0
4289       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4291 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4292  (bit_and:c
4293   (convert1?@3
4294    (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7))) @5))
4295   (convert2? @0))
4296  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4298 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4299  (bit_and:c
4300   (convert1?@3
4301    (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7)))))
4302   (convert2? @0))
4303   (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4305 #endif
4307 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
4308    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
4309    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
4310 (simplify
4311  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
4312  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4313   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
4314 (simplify
4315  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
4316  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4317   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
4318 (simplify
4319  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
4320  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4321   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4322 (simplify
4323  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
4324  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4325   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4327 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
4328 (simplify
4329  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
4330  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4331   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
4332 (simplify
4333  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4334  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4335   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
4336 (simplify
4337  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
4338  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4339   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4340 (simplify
4341  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4342  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4343   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4345 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
4346    types are compatible.  */
4347 (simplify
4348  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
4349  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
4350       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4351   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
4352    (bit_not @0)
4353    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
4354     @0))))
4356 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
4357 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
4358    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
4359 #if GIMPLE
4360 (simplify
4361  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
4362  (switch
4363   (if (integer_zerop (@2))
4364    (switch
4365     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
4366     (if (integer_onep (@1))
4367      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
4368     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
4369     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
4370      (with {
4371        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
4372       }
4373       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))
4374     /* a ? -1 : 0 -> -a.  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4375        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4376     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
4377      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))))
4378   (if (integer_zerop (@1))
4379    (with {
4380       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
4381     }
4382     (switch
4383      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
4384      (if (integer_onep (@2))
4385       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
4386      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
4387      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
4388       (with {
4389         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
4390        }
4391        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
4392         { shift; })))
4393      /* a ? -1 : 0 -> -(!a).  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4394        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4395      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
4396       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
4397     )
4398    )
4399   )
4402 #endif
4404 (simplify
4405  (convert (cond@0 @1 INTEGER_CST@2 INTEGER_CST@3))
4406  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4407       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4408   (cond @1 (convert @2) (convert @3))))
4410 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
4411    be extended.  */
4412 /* This pattern implements two kinds simplification:
4414    Case 1)
4415    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
4416      1) Conversions are type widening from smaller type.
4417      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
4418      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
4419    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
4420    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
4421    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
4422    referred var is always benefitial for complicated cases.
4424    Case 2)
4425    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
4426 (for cmp (lt le gt ge eq)
4427  (simplify
4428   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
4429   (with
4430    {
4431      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
4432      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
4433      enum tree_code code = ERROR_MARK;
4435      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
4436          && int_fits_type_p (@2, from_type)
4437          && (types_match (c1_type, from_type)
4438              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4439                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4440                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
4441          && (types_match (c2_type, from_type)
4442              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4443                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4444                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
4445        {
4446          if (cmp != EQ_EXPR)
4447            {
4448              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
4449                {
4450                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4451                  if (cmp == LE_EXPR)
4452                    code = LT_EXPR;
4453                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4454                  if (cmp == GT_EXPR)
4455                    code = GE_EXPR;
4456                }
4457              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
4458                {
4459                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4460                  if (cmp == LT_EXPR)
4461                    code = LE_EXPR;
4462                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4463                  if (cmp == GE_EXPR)
4464                    code = GT_EXPR;
4465                }
4466              if (code != ERROR_MARK
4467                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
4468                {
4469                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4470                    code = MIN_EXPR;
4471                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4472                    code = MAX_EXPR;
4473                }
4474            }
4475          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
4476          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
4477            code = EQ_EXPR;
4478        }
4479    }
4480    (if (code == MAX_EXPR)
4481     (convert (max @1 (convert @2)))
4482     (if (code == MIN_EXPR)
4483      (convert (min @1 (convert @2)))
4484      (if (code == EQ_EXPR)
4485       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4486                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4488 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4490      1) OP is PLUS or MINUS.
4491      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4492      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4494    This pattern also handles special cases like:
4496      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4497         integer zero.  In this case,
4498           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4499           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4500      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4501         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4502         code.
4504    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4505    simplified at the moment because C standard requires additional
4506    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4507    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4508 (for op (plus minus)
4509  (for cmp (lt le gt ge)
4510   (simplify
4511    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4512    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4513     (if (types_match (from_type, to_type)
4514          /* Check if it is special case A).  */
4515          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4516              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4517              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4518              && integer_zerop (@1)
4519              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4520      (with
4521       {
4522         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4523         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4524         wide_int real_c1;
4525         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4526         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4527         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4528         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4530         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4531             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4532             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4533         if (!types_match (from_type, to_type))
4534           {
4535             if (cmp_code == LT_EXPR)
4536               cmp_code = GT_EXPR;
4537             if (cmp_code == GE_EXPR)
4538               cmp_code = LE_EXPR;
4539             c1 = wi::max_value (to_type);
4540           }
4541         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4542            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4543            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4544            if it is undefined.  */
4545         if (op == PLUS_EXPR)
4546           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4547         else
4548           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4550         code = cmp_code;
4551         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4552           {
4553             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4554                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4555             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4556                 && !overflow)
4557               {
4558                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4559                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4560                   code = LT_EXPR;
4561                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4562                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4563                   code = GE_EXPR;
4564               }
4565             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4566                 && !overflow)
4567               {
4568                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4569                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4570                   code = LE_EXPR;
4571                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4572                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4573                   code = GT_EXPR;
4574               }
4575             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4576               {
4577                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4578                   code = MIN_EXPR;
4579                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4580                   code = MAX_EXPR;
4581               }
4582           }
4583       }
4584       (if (code == MAX_EXPR)
4585        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4586            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4587        (if (code == MIN_EXPR)
4588         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4589             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4591 #if GIMPLE
4592 /* A >= B ? A : B -> max (A, B) and friends.  The code is still
4593    in fold_cond_expr_with_comparison for GENERIC folding with
4594    some extra constraints.  */
4595 (for cmp (eq ne le lt unle unlt ge gt unge ungt uneq ltgt)
4596  (simplify
4597   (cond (cmp:c (nop_convert1?@c0 @0) (nop_convert2?@c1 @1))
4598         (convert3? @0) (convert4? @1))
4599   (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4600        && (/* Allow widening conversions of the compare operands as data.  */
4601            (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4602             && types_match (TREE_TYPE (@c0), TREE_TYPE (@0))
4603             && types_match (TREE_TYPE (@c1), TREE_TYPE (@1))
4604             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) <= TYPE_PRECISION (type)
4605             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) <= TYPE_PRECISION (type))
4606            /* Or sign conversions for the comparison.  */
4607            || (types_match (type, TREE_TYPE (@0))
4608                && types_match (type, TREE_TYPE (@1)))))
4609    (switch
4610     (if (cmp == EQ_EXPR)
4611      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4612       (view_convert @c1)
4613       (convert @c1)))
4614     (if (cmp == NE_EXPR)
4615      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4616       (view_convert @c0)
4617       (convert @c0)))
4618     (if (cmp == LE_EXPR || cmp == UNLE_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == UNLT_EXPR)
4619      (if (!HONOR_NANS (type))
4620       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4621        (view_convert (min @c0 @c1))
4622        (convert (min @c0 @c1)))))
4623     (if (cmp == GE_EXPR || cmp == UNGE_EXPR || cmp == GT_EXPR || cmp == UNGT_EXPR)
4624      (if (!HONOR_NANS (type))
4625       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4626        (view_convert (max @c0 @c1))
4627        (convert (max @c0 @c1)))))
4628     (if (cmp == UNEQ_EXPR)
4629      (if (!HONOR_NANS (type))
4630       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4631        (view_convert @c1)
4632        (convert @c1))))
4633     (if (cmp == LTGT_EXPR)
4634      (if (!HONOR_NANS (type))
4635       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4636        (view_convert @c0)
4637        (convert @c0))))))))
4638 #endif
4640 /* X != C1 ? -X : C2 simplifies to -X when -C1 == C2.  */
4641 (simplify
4642  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (negate@3 @0) INTEGER_CST@2)
4643  (if (!TYPE_SATURATING (type)
4644       && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
4645           || !wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1)))
4646       && wi::eq_p (wi::neg (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4647   @3))
4649 /* X != C1 ? ~X : C2 simplifies to ~X when ~C1 == C2.  */
4650 (simplify
4651  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (bit_not@3 @0) INTEGER_CST@2)
4652  (if (wi::eq_p (wi::bit_not (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4653   @3))
4655 /* (X + 1) > Y ? -X : 1 simplifies to X >= Y ? -X : 1 when
4656    X is unsigned, as when X + 1 overflows, X is -1, so -X == 1.  */
4657 (simplify
4658  (cond (gt (plus @0 integer_onep) @1) (negate @0) integer_onep@2)
4659  (if (TYPE_UNSIGNED (type))
4660   (cond (ge @0 @1) (negate @0) @2)))
4662 (for cnd (cond vec_cond)
4663  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4664  (simplify
4665   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4666   (cnd @0 @1 @3))
4667  (simplify
4668   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4669   (cnd @0 @1 @3))
4670  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4671  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4672     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4673     The following is still important to merge then and else arm cases
4674     from if-conversion.  */
4675  (simplify
4676   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4677   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4678    (cnd @0 @1 @3)))
4679  (simplify
4680   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4681   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4682    (cnd @0 @3 @4)))
4684  /* A ? B : B -> B.  */
4685  (simplify
4686   (cnd @0 @1 @1)
4687   @1)
4689  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4690  (simplify
4691   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4692   (cnd @0 @2 @1)))
4694 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4695    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4696    Need to handle UN* comparisons.
4698    None of these transformations work for modes with signed
4699    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4700    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4701    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4702    even though the original expressions could be positive or
4703    negative, depending on the sign of A.
4705    Note that all these transformations are correct if A is
4706    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4708 (for cnd (cond vec_cond)
4709  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4710  (for cmp (eq uneq)
4711   (simplify
4712    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4713     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4714      @1))
4715   (simplify
4716    (cnd (cmp @0 zerop) integer_zerop (negate@1 @0))
4717     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4718      @1))
4720  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4721  (for cmp (ne ltgt)
4722   (simplify
4723    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4724     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4725      @0))
4726   (simplify
4727    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4728     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4729      @0))
4731  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4732  (for cmp (ge gt)
4733   (simplify
4734    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4735     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4736          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4737      (abs @0))))
4738  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4739  (for cmp (le lt)
4740   (simplify
4741    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4742     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4743          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4744      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4745           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4746       (with {
4747         tree utype = unsigned_type_for (type);
4748        }
4749        (convert (negate (absu:utype @0))))
4750        (negate (abs @0)))))
4754 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4755 (simplify
4756  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4757  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4758       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4759       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4760       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4761       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4762   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4764 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4765    return all -1 or all 0 results.  */
4766 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4767    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4768 (simplify
4769  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4770  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4771       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4772                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4773       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4774           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4775   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4777 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4778 (simplify
4779  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4780  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4781       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4782                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4783       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4784           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4785   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4788 /* Simplifications of comparisons.  */
4790 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4791    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4792    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4793 (for cmp  (le gt)
4794      acmp (lt ge)
4795  (simplify
4796   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4797   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4798    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4799      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4800                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4801                                                      wi::to_wide (cst)
4802                                                      + 1)); })))))
4803 (for cmp  (ge lt)
4804      acmp (gt le)
4805  (simplify
4806   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4807   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4808    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
4809     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4810                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4811                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
4813 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
4814    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
4815    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
4816    that with expression code iteration.  */
4817 (for cmp (tcc_comparison)
4818      icmp (inverted_tcc_comparison)
4819      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
4820  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
4821     and handle some more cases by using
4822       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
4823     here but for that genmatch would need to "inline" that.
4824     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
4825  (simplify
4826   (bit_not (cmp @0 @1))
4827   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4828        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
4829    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
4830       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
4831       a computed operator in the replacement tree thus we have
4832       to play the trick below.  */
4833    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4834              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4835     (if (ic == icmp)
4836      (icmp @0 @1)
4837      (if (ic == ncmp)
4838       (ncmp @0 @1))))))
4839  (simplify
4840   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
4841   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4842             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4843    (if (ic == icmp)
4844     (icmp @0 @1)
4845     (if (ic == ncmp)
4846      (ncmp @0 @1)))))
4847  /* The following bits are handled by fold_binary_op_with_conditional_arg.  */
4848  (simplify
4849   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4850   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4851    (cmp @0 @1)))
4852  (simplify
4853   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4854   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4855    (cmp @0 @1)))
4856  (simplify
4857   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4858   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4859    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4860              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4861     (if (ic == icmp)
4862      (icmp @0 @1)
4863      (if (ic == ncmp)
4864       (ncmp @0 @1))))))
4865  (simplify
4866   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4867   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4868    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4869              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4870     (if (ic == icmp)
4871      (icmp @0 @1)
4872      (if (ic == ncmp)
4873       (ncmp @0 @1)))))))
4875 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
4876    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
4877    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
4878    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
4879    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
4880 (for cmp (eq ne)
4881  (for sub (minus pointer_diff)
4882   (simplify
4883    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
4884    (if (single_use (@2))
4885     (cmp @0 @1)))))
4887 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
4888    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
4889 (for cmp (lt ge)
4890  (simplify
4891   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
4892    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4893         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4894         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4895     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4896 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
4897    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
4898 (simplify
4899  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
4900   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4901        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4902        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4903    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4905 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
4906    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
4907    often enough for folding it to be of value.  One example is in
4908    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
4909 (for cmp (simple_comparison)
4910      scmp (swapped_simple_comparison)
4911  (simplify
4912   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
4913   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
4914   (if (integer_zerop (@1))
4915    (cmp @1 @2)
4916    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4917         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4918         && single_use (@3))
4919     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
4920     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
4921      (scmp @0 @2)
4922      (cmp @0 @2))))))
4924 /* For integral types with undefined overflow fold
4925    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
4926    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
4927    Z / 2^n Z.  */
4928 (for cmp (eq ne)
4929  (simplify
4930   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4931   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4932        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4933        && wi::to_wide (@1) != 0)
4934    (with { widest_int quot; }
4935     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
4936                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
4937      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
4938      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4939    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4940         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4941         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
4942     (cmp @0
4943      {
4944        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4945        int p = TYPE_PRECISION (itype);
4946        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
4947        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
4948        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
4949                                     p, TYPE_SIGN (itype));
4950        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
4951      })))))
4953 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
4954    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
4955 (for cmp (eq ge le)
4956  (simplify
4957   (cmp @0 @0)
4958   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4959        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
4960    { constant_boolean_node (true, type); }
4961    (if (cmp != EQ_EXPR
4962         /* With -ftrapping-math conversion to EQ loses an exception.  */
4963         && (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4964             || ! flag_trapping_math))
4965     (eq @0 @0)))))
4966 (for cmp (ne gt lt)
4967  (simplify
4968   (cmp @0 @0)
4969   (if (cmp != NE_EXPR
4970        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4971        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
4972    { constant_boolean_node (false, type); })))
4973 (for cmp (unle unge uneq)
4974  (simplify
4975   (cmp @0 @0)
4976   { constant_boolean_node (true, type); }))
4977 (for cmp (unlt ungt)
4978  (simplify
4979   (cmp @0 @0)
4980   (unordered @0 @0)))
4981 (simplify
4982  (ltgt @0 @0)
4983  (if (!flag_trapping_math || !tree_expr_maybe_nan_p (@0))
4984   { constant_boolean_node (false, type); }))
4986 /* x == ~x -> false */
4987 /* x != ~x -> true */
4988 (for cmp (eq ne)
4989  (simplify
4990   (cmp:c @0 (bit_not @0))
4991   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4993 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
4994 (for cmp (simple_comparison)
4995  (simplify
4996   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
4997   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
4998    (cmp @1 @0))))
5000 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
5001 (for cmp (simple_comparison)
5002      scmp (swapped_simple_comparison)
5003  (simplify
5004   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5005   (if (single_use (@2)
5006        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
5007    (scmp @0 (bit_not @1)))))
5009 (for cmp (simple_comparison)
5010  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
5011  (simplify
5012   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
5013   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5014        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5015            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5016        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5017            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
5018    (with
5019     {
5020       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5021       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
5022         {
5023           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
5024           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
5025               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
5026             type1 = float_type_node;
5027           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
5028               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
5029             type1 = double_type_node;
5030         }
5031       tree newtype
5032         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
5033            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
5034     }
5035     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
5036      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
5038  (simplify
5039   (cmp @0 REAL_CST@1)
5040   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
5041   (switch
5042    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
5043    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
5044     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
5045    /* (-0) CMP b -> 0 CMP b.  */
5046    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5047         && REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@0)))
5048     (cmp { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); } @1))
5049    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
5050    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5051         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1)
5052         && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5053     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5054    /* NaN != y is always true, other ops are always false.  */
5055    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5056         && REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@0))
5057         && !tree_expr_signaling_nan_p (@0)
5058         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1))
5059     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5060    /* Fold comparisons against infinity.  */
5061    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
5062         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
5063     (with
5064      {
5065        REAL_VALUE_TYPE max;
5066        enum tree_code code = cmp;
5067        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
5068        if (neg)
5069          code = swap_tree_comparison (code);
5070      }
5071      (switch
5072       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
5073       (if (code == GT_EXPR
5074            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5075        { constant_boolean_node (false, type); })
5076       (if (code == LE_EXPR)
5077        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
5078        (if (! HONOR_NANS (@0))
5079         { constant_boolean_node (true, type); }
5080         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
5081            an "invalid" exception.  */
5082         (if (!flag_trapping_math)
5083          (eq @0 @0))))
5084       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
5085          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
5086       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5087            || code == GE_EXPR)
5088        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5089         (if (neg)
5090          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5091          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5092       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
5093       (if (code == LT_EXPR)
5094        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5095         (if (neg)
5096          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5097          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5098       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
5099          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
5100       (if (code == NE_EXPR)
5101        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5102         (if (! HONOR_NANS (@0))
5103          (if (neg)
5104           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5105           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
5106          (if (neg)
5107           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5108           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
5110  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
5111     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
5112     comparison with a revised real constant as long as no overflow
5113     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
5114  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5115   (for op (plus minus)
5116    (simplify
5117     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5118     (with
5119      {
5120        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
5121                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
5122      }
5123      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5124       (cmp @0 { tem; }))))))
5126  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
5127     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
5128     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
5129     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
5130  (if (flag_associative_math)
5131   (simplify
5132    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
5133    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
5134     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5135      (cmp { tem; } @1)))))
5137  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
5138  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
5139   (for sq (SQRT)
5140    (simplify
5141     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
5142     (switch
5143      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
5144       (switch
5145        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
5146        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5147         { constant_boolean_node (false, type); })
5148        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
5149           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
5150        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
5151         { constant_boolean_node (true, type); })
5152        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
5153        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
5154      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5155       (switch
5156        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
5157        (if (cmp == LT_EXPR)
5158         { constant_boolean_node (false, type); })
5159        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
5160        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
5161         { constant_boolean_node (true, type); })
5162        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
5163        (if (cmp == LE_EXPR)
5164         (eq @0 @1))
5165        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
5166           == or !=.  In the last case:
5168             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
5170           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
5171           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
5172        (cmp @0 @1)))
5173      (if ((cmp == LT_EXPR
5174            || cmp == LE_EXPR
5175            || cmp == GT_EXPR
5176            || cmp == GE_EXPR)
5177           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5178           /* Give up for -frounding-math.  */
5179           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
5180       (with
5181        {
5182          REAL_VALUE_TYPE c2;
5183          enum tree_code ncmp = cmp;
5184          const real_format *fmt
5185            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
5186          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
5187                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
5188          real_convert (&c2, fmt, &c2);
5189          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
5190             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
5191          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
5192            {
5193              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5194                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
5195              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5196                ncmp = ERROR_MARK;
5197              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5198                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
5199                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
5200              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5201                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
5202                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
5203              else
5204                {
5205                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
5206                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
5207                     to be adjusted.  */
5208                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
5209                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5210                    tow = dconst0;
5211                  else
5212                    real_inf (&tow);
5213                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
5214                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
5215                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
5216                    ncmp = ERROR_MARK;
5217                  else
5218                    {
5219                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5220                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
5221                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5222                        ncmp = ERROR_MARK;
5223                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
5224                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
5225                        c2 = c2alt;
5226                    }
5227                }
5228            }
5229        }
5230        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5231         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5232          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
5233          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
5234           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5235           { constant_boolean_node (false, type); })
5236          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
5237          (if (ncmp != ERROR_MARK)
5238           (if (ncmp == GE_EXPR)
5239            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5240            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5241         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
5242         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5243          (switch
5244           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
5245              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
5246           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5247            { constant_boolean_node (true, type); })
5248           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
5249              don't care about NaNs.  */
5250           (if (! HONOR_NANS (@0))
5251            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5252           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
5253              don't care about Infinities.  */
5254           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
5255            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
5256           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
5257           (if (GENERIC)
5258            (truth_andif
5259             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5260             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5261          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
5262          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
5263           (if (ncmp == LT_EXPR)
5264            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5265            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5266           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
5267           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
5268            (if (ncmp == LT_EXPR)
5269             (truth_andif
5270              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5271              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5272             (truth_andif
5273              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5274              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
5275    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
5276    (simplify
5277     (cmp (sq @0) (sq @1))
5278       (if (! HONOR_NANS (@0))
5279         (cmp @0 @1))))))
5281 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
5282 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5283      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
5284  (simplify
5285   (cmp (float@0 @1) (float @2))
5286    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5287         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5288     (with
5289      {
5290        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
5291        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5292        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
5293        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
5294        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
5295      }
5296      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
5297           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
5298       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
5299        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
5300        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
5301             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
5302         (icmp @1 (convert @2))
5303         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
5304              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
5305          (icmp (convert:type2 @1) @2)
5306          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
5307               && type1_signed_p == type2_signed_p)
5308           (icmp @1 @2))))))))))
5310 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
5311 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
5312      icmp (le le eq ne ge ge)
5313  (simplify
5314   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
5315    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5316         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5317     (with
5318      {
5319        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5320        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
5321        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5322        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
5323           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
5324           TODO: relax under -fno-trapping-math or
5325           -fno-signaling-nans.  */
5326        bool exception_p
5327          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
5328                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
5329      }
5330      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
5331         -fno-trapping-math.  */
5332      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
5333       (with
5334        {
5335          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
5336          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
5337          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
5338          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
5340          REAL_VALUE_TYPE icst;
5341          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5342            real_ceil (&icst, fmt, cst);
5343          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5344            real_floor (&icst, fmt, cst);
5345          else
5346            real_trunc (&icst, fmt, cst);
5348          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
5350          bool overflow_p = false;
5351          wide_int icst_val
5352            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
5353        }
5354        (switch
5355         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
5356         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
5357          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5358                                   type); })
5359         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
5360          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5361                                   type); })
5362         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
5363         (if (cst_int_p)
5364          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
5365                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
5366         )
5367         /* When CST is fractional, optimize
5368             (FTYPE) N == CST -> 0
5369             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
5370         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5371          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5372         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
5373         (with
5374          {
5375            gcc_checking_assert (!overflow_p);
5376          }
5377          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
5379 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
5380 (for cmp (eq ne)
5381  (simplify
5382   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
5383   (if (!integer_zerop (@1))
5384    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
5385     (cmp @0 @2)
5386     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5387      (with
5388       {
5389         wi::overflow_type ovf;
5390         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5391                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5392       }
5393       (if (ovf)
5394        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5395        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
5396 (for cmp (lt le gt ge)
5397  (simplify
5398   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5399   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5400    (with
5401     {
5402       wi::overflow_type ovf;
5403       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5404                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5405     }
5406     (if (ovf)
5407      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
5408                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
5409                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
5410      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
5412 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
5414    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
5415    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
5416    multiplication computed modulo 2^size.
5417    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
5418 (for cmp  (lt le gt ge)
5419      cmp2 (ge ge lt lt)
5420  (simplify
5421   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5422   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
5423        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5424        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5425    (with
5426     {
5427       tree utype = TREE_TYPE (@2);
5428       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
5429       wide_int right = wi::to_wide (@2);
5430       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5431       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5432       bool small = wi::leu_p (right, smax);
5433       bool large = wi::geu_p (right, smin);
5434     }
5435     (if (small || large)
5436      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
5437      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
5439 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
5440 (simplify
5441  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
5442  (if (types_match (@0, @1))
5443   (unordered @0 @1)))
5444 (simplify
5445  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
5446  (if (types_match (@0, @1))
5447   (ordered @0 @1)))
5448 (simplify
5449  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
5450  @2)
5451 (simplify
5452  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
5453  @2)
5455 /* Simple range test simplifications.  */
5456 /* A < B || A >= B -> true.  */
5457 (for test1 (lt le le le ne ge)
5458      test2 (ge gt ge ne eq ne)
5459  (simplify
5460   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5461   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5462        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5463    { constant_boolean_node (true, type); })))
5464 /* A < B && A >= B -> false.  */
5465 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
5466      test2 (ge gt eq gt eq gt)
5467  (simplify
5468   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5469   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5470        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5471    { constant_boolean_node (false, type); })))
5473 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
5474    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
5476    Note that comparisons
5477      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
5478      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
5479    will be canonicalized to above so there's no need to
5480    consider them here.
5481  */
5483 (for cmp (le gt)
5484      eqcmp (eq ne)
5485  (simplify
5486   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
5487   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5488    (with
5489     {
5490      tree ty = TREE_TYPE (@0);
5491      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
5492      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
5493      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
5494      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
5495     }
5496     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
5497          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
5498       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
5499              { build_zero_cst (ty); }))))))
5501 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
5502 (for cmp (tcc_comparison)
5503      scmp (swapped_tcc_comparison)
5504  (simplify
5505   (cmp (negate @0) (negate @1))
5506   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5507        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5508            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5509    (scmp @0 @1)))
5510  (simplify
5511   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5512   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5513        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5514            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5515    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
5516     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5517      (scmp @0 { tem; }))))))
5519 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
5520 (for op (eq ne)
5521  (simplify
5522   (op (abs @0) zerop@1)
5523   (op @0 @1)))
5525 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
5526    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
5527 (for cmp (simple_comparison)
5528  (simplify
5529   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
5530   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5531        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
5532           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
5533        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
5534             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5535                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
5536                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
5537                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
5538        && single_use (@0))
5539    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5540         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5541             || @1 != @10)
5542         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5543             || cmp == NE_EXPR
5544             || cmp == EQ_EXPR)
5545         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
5546     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
5547        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
5548        constant which fold_convert produces.  */
5549     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5550      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
5551                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
5552      (cmp @00 (convert @1)))
5554     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
5555      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
5556      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5557            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5558            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5559                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
5560           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
5561               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
5562                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
5563                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5564                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
5565               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5566                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5567                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
5568       (cmp @00 (convert @10))
5569       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5570            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5571            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
5572        (with
5573         {
5574           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5575           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5576           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
5577           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
5578         }
5579         (if (above || below)
5580          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5581           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
5582           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5583            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
5584            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5585             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
5587 (for cmp (eq ne)
5588  (simplify
5589   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
5590   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
5591   (with
5592    { poly_int64 off; tree base; }
5593    /* A local variable can never be pointed to by
5594       the default SSA name of an incoming parameter.  */
5595    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
5596         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
5597         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
5598         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5599         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5600     (if (cmp == NE_EXPR)
5601      { constant_boolean_node (true, type); }
5602      { constant_boolean_node (false, type); })
5603     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5604     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
5605          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5606          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5607      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5608       (if (known_ne (off, 0))
5609        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5610        (if (known_eq (off, 0))
5611         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5613 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5614 (for cmp (eq ne)
5616  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5617     Similarly for NE_EXPR.  */
5618  (simplify
5619   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5620   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5621        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5622    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5624  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5625  (simplify
5626   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5627   (cmp @0 @1))
5629  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5630     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5631  (simplify
5632   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5633   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5635  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5636  (simplify
5637   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5638   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5639  (simplify
5640   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5641   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5642        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5643        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5644        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5645        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5646        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5647    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5648         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5650  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5651  (simplify
5652   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5653   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5655  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5656  (simplify
5657   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5658   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5659    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5661  (simplify
5662   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5663   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5664    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5666  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5667  (simplify
5668   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5669   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5671 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5672    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5673    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5674    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5675 (for cmp (eq ne)
5676      ncmp (ge lt)
5677  (for sgncmp (ge lt)
5678   (simplify
5679    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5680    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5681         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5682         && types_match (@0, @1))
5683     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5684 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5685    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5686 (for cmp (eq ne)
5687      ncmp (lt ge)
5688  (simplify
5689   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5690    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5691         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5692         && types_match (@0, @1))
5693     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5695 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5696    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5697 (for cmp (eq ne)
5698      icmp (ne eq)
5699  (simplify
5700   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5701   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5703 /* From fold_binary_op_with_conditional_arg handle the case of
5704    rewriting (a ? b : c) > d to a ? (b > d) : (c > d) when the
5705    compares simplify.  */
5706 (for cmp (simple_comparison)
5707  (simplify
5708   (cmp:c (cond @0 @1 @2) @3)
5709   /* Do not move possibly trapping operations into the conditional as this
5710      pessimizes code and causes gimplification issues when applied late.  */
5711   (if (!FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5712        || operation_could_trap_p (cmp, true, false, @3))
5713    (cond @0 (cmp! @1 @3) (cmp! @2 @3)))))
5715 (for cmp (ge lt)
5716 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5717 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5718  (simplify
5719   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5720    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5721         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5722         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5723         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5724     (with
5725      {
5726        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5727      }
5728     (if (cmp == LT_EXPR)
5729      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5730      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5731 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5732 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5733  (simplify
5734   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5735    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5736         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5737         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5738         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5739     (with
5740      {
5741        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5742      }
5743     (if (cmp == GE_EXPR)
5744      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5745      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5747 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5748    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5749 (simplify
5750  (cond
5751   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5752   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5753  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5754   (with {
5755      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5756                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5757    }
5758    (if (shift > 0)
5759     (bit_and
5760      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5761     (bit_and
5762      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5763      @2)))))
5765 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5766    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5767 (for cmp (eq ne)
5768      ncmp (ge lt)
5769  (simplify
5770   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5771   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5772        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5773        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5774        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5775    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5776     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5778 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5779    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5780 (simplify
5781  (cond
5782   (lt @0 integer_zerop)
5783   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5784  (if (integer_pow2p (@1)
5785       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5786   (with {
5787     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5788    }
5789    (if (shift >= 0)
5790     (bit_and
5791      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
5792      @1)
5793     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
5794        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
5795     (bit_and (convert @0) @1)))))
5797 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
5798    This implements some remaining parts of fold_comparison address
5799    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
5800    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
5801 (for cmp (simple_comparison)
5802  (simplify
5803   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
5804   (with
5805    {
5806      poly_int64 off0, off1;
5807      tree base0, base1;
5808      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
5809                                   off0, off1, GENERIC);
5810    }
5811    (if (equal == 1)
5812     (switch
5813      (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5814       { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
5815      (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5816       { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
5817      (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
5818       { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
5819      (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
5820       { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
5821      (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
5822       { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
5823      (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
5824       { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
5825     (if (equal == 0)
5826      (switch
5827       (if (cmp == EQ_EXPR)
5828        { constant_boolean_node (false, type); })
5829       (if (cmp == NE_EXPR)
5830        { constant_boolean_node (true, type); })))))))
5832 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
5833 (for neeq (ne eq)
5834  (simplify
5835   (neeq @0 @1)
5836   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5837        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
5838    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
5840 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
5841    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
5842    Disable the transform if either operand is pointer to function.
5843    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
5844    canonicalizaion is not wanted.  */
5846 (for cmp (ne eq)
5847  (simplify
5848   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
5849   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5850          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5851          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5852          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
5853             type when sanitizing.  See PR101210.  */
5854          && !(GENERIC
5855               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
5856               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
5857         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5858             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5859             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
5860        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
5861    (cmp @0 (convert @1)))))
5863 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
5864 (for cmp (lt gt le ge)
5865  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
5866     the specified precision will have known values.  */
5867  (simplify
5868   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
5869   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5870         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5871         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5872        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
5873    (with
5874     {
5875       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
5876       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
5877       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
5878       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
5879       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
5880       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
5881     }
5882     (switch
5883      (if (wi::to_wide (cst) == max)
5884       (switch
5885        (if (cmp == GT_EXPR)
5886         { constant_boolean_node (false, type); })
5887        (if (cmp == GE_EXPR)
5888         (eq @2 @1))
5889        (if (cmp == LE_EXPR)
5890         { constant_boolean_node (true, type); })
5891        (if (cmp == LT_EXPR)
5892         (ne @2 @1))))
5893      (if (wi::to_wide (cst) == min)
5894       (switch
5895        (if (cmp == LT_EXPR)
5896         { constant_boolean_node (false, type); })
5897        (if (cmp == LE_EXPR)
5898         (eq @2 @1))
5899        (if (cmp == GE_EXPR)
5900         { constant_boolean_node (true, type); })
5901        (if (cmp == GT_EXPR)
5902         (ne @2 @1))))
5903      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
5904       (switch
5905        (if (cmp == GT_EXPR)
5906         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5907                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5908                                                       wi::to_wide (cst)
5909                                                       + 1)); }))
5910        (if (cmp == LE_EXPR)
5911         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5912                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5913                                                       wi::to_wide (cst)
5914                                                       + 1)); }))))
5915      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
5916       (switch
5917        (if (cmp == GE_EXPR)
5918         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5919                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5920                                                       wi::to_wide (cst)
5921                                                       - 1)); }))
5922        (if (cmp == LT_EXPR)
5923         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5924                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5925                                                       wi::to_wide (cst)
5926                                                       - 1)); }))))
5927      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
5928           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
5929           /* We will flip the signedness of the comparison operator
5930              associated with the mode of @1, so the sign bit is
5931              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
5932              max associated with this sign bit.  */
5933           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
5934           /* signed_type does not work on pointer types.  */
5935           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
5936       /* The following case also applies to X < signed_max+1
5937          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
5938       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5939        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5940         (switch
5941          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
5942           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5943          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
5944           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5945          (if (cmp == LE_EXPR)
5946           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5947          (if (cmp == GT_EXPR)
5948           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
5950 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5951  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
5952  (simplify
5953   (cmp @0 REAL_CST@1)
5954   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5955        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
5956    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
5957                             ? false : true, type); })))
5959 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5960 (simplify
5961   (unordered @0 @1)
5962   (switch
5963     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5964         { constant_boolean_node (true, type); })
5965     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5966         { constant_boolean_node (false, type); })))
5968 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5969 (simplify
5970   (ordered @0 @1)
5971   (switch
5972     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5973         { constant_boolean_node (false, type); })
5974     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5975         { constant_boolean_node (true, type); })))
5977 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
5978 (simplify
5979  (ne @0 integer_zerop)
5980  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5981       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5982   (non_lvalue @0)))
5983 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
5984 (simplify
5985  (eq @0 integer_onep)
5986  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5987       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5988   (non_lvalue @0)))
5989 /* Do not handle
5990    bool_var == 0 becomes !bool_var or
5991    bool_var != 1 becomes !bool_var
5992    here because that only is good in assignment context as long
5993    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
5994    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
5995    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
5997 /* Transform comparisons of the form (X & Y) CMP 0 to X CMP2 Z
5998    where ~Y + 1 == pow2 and Z = ~Y.  */
5999 (for cst (VECTOR_CST INTEGER_CST)
6000  (for cmp (eq ne)
6001       icmp (le gt)
6002   (simplify
6003    (cmp (bit_and:c@2 @0 cst@1) integer_zerop)
6004     (with { tree csts = bitmask_inv_cst_vector_p (@1); }
6005      (if (csts && (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || single_use (@2)))
6006       (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
6007        (icmp @0 { csts; })
6008        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6009          (icmp (view_convert:utype @0) { csts; }))))))))
6011 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
6012    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
6013    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.cc.
6014    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
6015 (for cmp (lt le ge gt)
6016      out (gt gt le le)
6017  (simplify
6018   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
6019   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
6020        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
6021        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
6022        && wi::to_wide (@1) != 0
6023        && single_use (@2))
6024    (with {
6025      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
6026      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
6027     }
6028     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6029                                 wi::max_value (prec, sign)
6030                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
6032 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
6033    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.cc
6034    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
6035 (for cmp (gt le)
6036  (simplify
6037   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
6038   (if (single_use (@2)
6039        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6040        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6041    (cmp @1 @0))))
6043 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
6044 (for cmp (ge lt)
6045  (simplify
6046   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
6047    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6048         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6049     (cmp @1 @0))))
6051 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
6052 /* A - B > A  */
6053 (for cmp (gt le)
6054      out (ne eq)
6055  (simplify
6056   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
6057   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6058        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6059    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6060 /* A + B < A  */
6061 (for cmp (lt ge)
6062      out (ne eq)
6063  (simplify
6064   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
6065   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6066        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6067    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6069 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
6070    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6071 (for cmp (lt ge)
6072      out (ne eq)
6073  (simplify
6074   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
6075   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
6076    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6077     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6079 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
6080    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
6081    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6082 (for cmp (eq ne)
6083  (simplify
6084   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
6085        integer_zerop)
6086   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6087        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6088        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6089        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6090            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6091        && tree_fits_uhwi_p (@2)
6092        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6093        && types_match (@0, @1)
6094        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6095        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
6096            != CODE_FOR_nothing))
6097    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6098     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6100 /* Demote operands of IFN_{ADD,SUB,MUL}_OVERFLOW.  */
6101 (for ovf (IFN_ADD_OVERFLOW IFN_SUB_OVERFLOW IFN_MUL_OVERFLOW)
6102  (simplify
6103   (ovf (convert@2 @0) @1)
6104   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6105        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6106        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6107        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6108    (ovf @0 @1)))
6109  (simplify
6110   (ovf @1 (convert@2 @0))
6111   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6112        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6113        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6114        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6115    (ovf @1 @0))))
6117 /* Optimize __builtin_mul_overflow_p (x, cst, (utype) 0) if all 3 types
6118    are unsigned to x > (umax / cst).  Similarly for signed type, but
6119    in that case it needs to be outside of a range.  */
6120 (simplify
6121  (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cs@2 @0 integer_nonzerop@1))
6122   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6123        && TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0))
6124        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@2)))
6125        && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
6126    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6127     (convert (gt @0 (trunc_div! { TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)); } @1)))
6128     (if (TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)))
6129      (if (integer_minus_onep (@1))
6130       (convert (eq @0 { TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)); }))
6131       (with
6132        {
6133          tree div = fold_convert (TREE_TYPE (@0), @1);
6134          tree lo = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6135                                     TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6136          tree hi = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6137                                     TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6138          tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
6139          if (etype)
6140            {
6141              if (wi::neg_p (wi::to_wide (div)))
6142                std::swap (lo, hi);
6143              lo = fold_convert (etype, lo);
6144              hi = fold_convert (etype, hi);
6145              hi = int_const_binop (MINUS_EXPR, hi, lo);
6146            }
6147        }
6148        (if (etype)
6149         (convert (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
6151 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
6152    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
6153    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
6154    section that follows this one.
6156    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
6157    the following:
6159    - the rule describes an identity
6161    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
6162      multiplication
6164    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
6165      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
6166      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
6167      when the operand has that value.)  */
6169 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
6170  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
6171  (simplify
6172   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
6173   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
6174    @0))
6176  (for op (plus minus)
6177   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
6178   (simplify
6179    (op (rdiv @0 @1)
6180        (rdiv @2 @1))
6181    (rdiv (op @0 @2) @1)))
6183  (for cmp (lt le gt ge)
6184       neg_cmp (gt ge lt le)
6185   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
6186   (simplify
6187    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
6188    (with
6189     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
6190     (if (tem
6191          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
6192               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
6193      (switch
6194       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6195        (cmp @0 { tem; }))
6196       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
6197        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
6199  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
6200  (for root (SQRT CBRT)
6201   (simplify
6202    (mult (root:s @0) (root:s @1))
6203     (root (mult @0 @1))))
6205  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
6206  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6207   (simplify
6208    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
6209     (exps (plus @0 @1))))
6211  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
6212  (for root (SQRT CBRT)
6213   (simplify
6214    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
6215     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
6217  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
6218  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6219   (simplify
6220    (rdiv @0 (exps:s @1))
6221     (mult @0 (exps (negate @1)))))
6223  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6224       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6225   /* logN(expN(x)) -> x.  */
6226   (simplify
6227    (logs (exps @0))
6228    @0)
6229   /* expN(logN(x)) -> x.  */
6230   (simplify
6231    (exps (logs @0))
6232    @0))
6234  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
6235     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
6236     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
6237  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
6238       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
6239   (simplify
6240    (logs (exps @0))
6241    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6242     (with {
6243       tree x;
6244       switch (exps)
6245         {
6246         CASE_CFN_EXP:
6247           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
6248           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
6249           break;
6250         CASE_CFN_EXP2:
6251           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
6252           x = build_real (type, dconst2);
6253           break;
6254         CASE_CFN_EXP10:
6255         CASE_CFN_POW10:
6256           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
6257           {
6258             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
6259             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
6260             x = build_real (type, dconst10);
6261           }
6262           break;
6263         default:
6264           gcc_unreachable ();
6265         }
6266       }
6267      (mult (logs { x; }) @0)))))
6269  (for logs (LOG LOG
6270             LOG2 LOG2
6271             LOG10 LOG10)
6272       exps (SQRT CBRT)
6273   (simplify
6274    (logs (exps @0))
6275    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6276     (with {
6277       tree x;
6278       switch (exps)
6279         {
6280         CASE_CFN_SQRT:
6281           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
6282           x = build_real (type, dconsthalf);
6283           break;
6284         CASE_CFN_CBRT:
6285           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
6286           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
6287           break;
6288         default:
6289           gcc_unreachable ();
6290         }
6291       }
6292      (mult { x; } (logs @0))))))
6294  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
6295  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
6296       pows (POW)
6297   (simplify
6298    (logs (pows @0 @1))
6299    (mult @1 (logs @0))))
6301  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
6302     or if C is a positive power of 2,
6303     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
6304 #if GIMPLE
6305  (for pows (POW)
6306       exps (EXP)
6307       logs (LOG)
6308       exp2s (EXP2)
6309       log2s (LOG2)
6310   (simplify
6311    (pows REAL_CST@0 @1)
6312    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6313         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
6314         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
6315            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
6316            beneficial for all constants to postpone this until later,
6317            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
6318            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
6319            pessimization.  */
6320         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6321     (with {
6322        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
6323        bool use_exp2 = false;
6324        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
6325            && value->cl == rvc_normal)
6326          {
6327            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
6328            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
6329            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
6330              use_exp2 = true;
6331          }
6332      }
6333      (if (!use_exp2)
6334       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
6335        (exps (mult (logs @0) @1)))
6336       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
6337 #endif
6339  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
6340  (for pows (POW)
6341       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6342       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6343   (simplify
6344    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
6345    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6346         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6347     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
6349  (for sqrts (SQRT)
6350       cbrts (CBRT)
6351       pows (POW)
6352       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6353   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
6354   (simplify
6355    (sqrts (exps @0))
6356    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
6357   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
6358   (simplify
6359    (cbrts (exps @0))
6360    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6361   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
6362   (simplify
6363    (pows (exps @0) @1)
6364    (exps (mult @0 @1))))
6366  /* tan(atan(x)) -> x.  */
6367  (for tans (TAN)
6368       atans (ATAN)
6369   (simplify
6370    (tans (atans @0))
6371    @0)))
6373  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
6374  (for sins (SIN)
6375       atans (ATAN)
6376       sqrts (SQRT)
6377       copysigns (COPYSIGN)
6378   (simplify
6379    (sins (atans:s @0))
6380    (with
6381      {
6382       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6383       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6384       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6385       tree t_one = build_one_cst (type);
6386      }
6387     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6388      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6389       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6390       (copysigns { t_one; } @0))))))
6392 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
6393  (for coss (COS)
6394       atans (ATAN)
6395       sqrts (SQRT)
6396       copysigns (COPYSIGN)
6397   (simplify
6398    (coss (atans:s @0))
6399    (with
6400      {
6401       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6402       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6403       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6404       tree t_one = build_one_cst (type);
6405       tree t_zero = build_zero_cst (type);
6406      }
6407     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6408      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6409       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6410       (copysigns { t_zero; } @0))))))
6412  (if (!flag_errno_math)
6413   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
6414   (for sinhs (SINH)
6415        atanhs (ATANH)
6416        sqrts (SQRT)
6417    (simplify
6418     (sinhs (atanhs:s @0))
6419     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6420     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
6422   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
6423   (for coshs (COSH)
6424        atanhs (ATANH)
6425        sqrts (SQRT)
6426    (simplify
6427     (coshs (atanhs:s @0))
6428     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6429     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
6431 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
6432 (simplify
6433  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
6434  (abs @0))
6436 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
6437 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6438  (simplify
6439   (fns (fns @0))
6440   (fns @0)))
6441 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
6442 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6443  (simplify
6444   (fns integer_valued_real_p@0)
6445   @0))
6447 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
6448 (simplify
6449  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
6450  (abs @0))
6452 /* pow(1,x) -> 1.  */
6453 (simplify
6454  (POW real_onep@0 @1)
6455  @0)
6457 (simplify
6458  /* copysign(x,x) -> x.  */
6459  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
6460  @0)
6462 (simplify
6463  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
6464  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
6465  @1)
6467 (simplify
6468  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
6469  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
6470  (abs @0))
6472 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
6473  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
6474  (simplify
6475   (scale real_zerop@0 @1)
6476   @0)
6477  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
6478  (simplify
6479   (scale @0 integer_zerop@1)
6480   @0)
6481  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
6482  (simplify
6483   (scale REAL_CST@0 @1)
6484   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6485    @0)))
6487 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
6488    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
6490    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
6491    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
6492    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
6493    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
6495 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
6496  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
6497  (simplify
6498   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
6499    (SIN @0))
6501  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
6502  (simplify
6503   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
6504   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6505    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
6507  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
6508  (simplify
6509   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
6510    (TAN @0))
6512  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
6513  (simplify
6514   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
6515    (TANH @0))
6517  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
6518  (simplify
6519    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
6520    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
6522  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
6523  (simplify
6524   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
6525    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
6527  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
6528  (simplify
6529   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
6530   (if (! HONOR_NANS (@0)
6531        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6532    (COS @0)))
6534  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
6535  (simplify
6536   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
6537   (if (! HONOR_NANS (@0)
6538        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6539    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
6541  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
6542  (simplify
6543   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
6544    (POW @0 (plus @1 @2)))
6546  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
6547  (simplify
6548   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
6549    (POW (mult @0 @2) @1))
6551  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
6552  (simplify
6553   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
6554    (POWI (mult @0 @2) @1))
6556  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
6557  (simplify
6558   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
6559   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6560    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
6562  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
6563  (simplify
6564   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
6565    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
6567  (for sqrts (SQRT)
6568       cbrts (CBRT)
6569       pows (POW)
6570   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6571   (simplify
6572    (sqrts (sqrts @0))
6573    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6574   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6575   (simplify
6576    (sqrts (cbrts @0))
6577    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6578   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6579   (simplify
6580    (cbrts (sqrts @0))
6581    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6582   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6583   (simplify
6584    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6585    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6586   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6587   (simplify
6588    (sqrts (pows @0 @1))
6589    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6590   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6591   (simplify
6592    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6593    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6594   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6595   (simplify
6596    (pows (sqrts @0) @1)
6597    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6598   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6599   (simplify
6600    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6601    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6602   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6603   (simplify
6604    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6605    (pows @0 (mult @1 @2))))
6607  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6608  (simplify
6609   (CABS (complex @0 @0))
6610   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6612  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6613  (simplify
6614   (HYPOT @0 @0)
6615   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6617  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6618  (for cexps (CEXP)
6619       exps (EXP)
6620       cexpis (CEXPI)
6621   (simplify
6622    (cexps compositional_complex@0)
6623    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6624     (complex
6625      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6626      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6628 (if (canonicalize_math_p ())
6629  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6630  (for floors (FLOOR_ALL)
6631       truncs (TRUNC_ALL)
6632   (simplify
6633    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6634    (truncs @0))))
6636 (match double_value_p
6637  @0
6638  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6639 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6640             BUILT_IN_FLOORL
6641             BUILT_IN_CEILL
6642             BUILT_IN_ROUNDL
6643             BUILT_IN_NEARBYINTL
6644             BUILT_IN_RINTL)
6645      tos (BUILT_IN_TRUNC
6646           BUILT_IN_FLOOR
6647           BUILT_IN_CEIL
6648           BUILT_IN_ROUND
6649           BUILT_IN_NEARBYINT
6650           BUILT_IN_RINT)
6651  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6652  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6653   (simplify
6654    (froms (convert double_value_p@0))
6655    (convert (tos @0)))))
6657 (match float_value_p
6658  @0
6659  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6660 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6661             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6662             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6663             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6664             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6665             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6666      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6667           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6668           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6669           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6670           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6671           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6672  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6673     if x is a float.  */
6674  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6675       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6676   (simplify
6677    (froms (convert float_value_p@0))
6678    (convert (tos @0)))))
6680 #if GIMPLE
6681 (match float16_value_p
6682  @0
6683  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float16_type_node)))
6684 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC BUILT_IN_TRUNCF
6685             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR BUILT_IN_FLOORF
6686             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL BUILT_IN_CEILF
6687             BUILT_IN_ROUNDEVENL BUILT_IN_ROUNDEVEN BUILT_IN_ROUNDEVENF
6688             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND BUILT_IN_ROUNDF
6689             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT BUILT_IN_NEARBYINTF
6690             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT BUILT_IN_RINTF
6691             BUILT_IN_SQRTL BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTF)
6692      tos (IFN_TRUNC IFN_TRUNC IFN_TRUNC
6693           IFN_FLOOR IFN_FLOOR IFN_FLOOR
6694           IFN_CEIL IFN_CEIL IFN_CEIL
6695           IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN
6696           IFN_ROUND IFN_ROUND IFN_ROUND
6697           IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT
6698           IFN_RINT IFN_RINT IFN_RINT
6699           IFN_SQRT IFN_SQRT IFN_SQRT)
6700  /* (_Float16) round ((doube) x) -> __built_in_roundf16 (x), etc.,
6701     if x is a _Float16.  */
6702  (simplify
6703    (convert (froms (convert float16_value_p@0)))
6704      (if (optimize
6705           && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6706           && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6707                                              type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6708        (tos @0))))
6710 /* Simplify (trunc)copysign ((extend)x, (extend)y) to copysignf (x, y),
6711    x,y is float value, similar for _Float16/double.  */
6712 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
6713  (simplify
6714   (convert (copysigns (convert@2 @0) (convert @1)))
6715    (if (optimize
6716        && !HONOR_SNANS (@2)
6717        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6718        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6719        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
6720        && direct_internal_fn_supported_p (IFN_COPYSIGN,
6721                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6722     (IFN_COPYSIGN @0 @1))))
6724 (for froms (BUILT_IN_FMAF BUILT_IN_FMA BUILT_IN_FMAL)
6725      tos (IFN_FMA IFN_FMA IFN_FMA)
6726  (simplify
6727   (convert (froms (convert@3 @0) (convert @1) (convert @2)))
6728    (if (flag_unsafe_math_optimizations
6729        && optimize
6730        && FLOAT_TYPE_P (type)
6731        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6732        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6733        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6734        && types_match (type, TREE_TYPE (@2))
6735        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6736        && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6737                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6738     (tos @0 @1 @2))))
6740 (for maxmin (max min)
6741  (simplify
6742   (convert (maxmin (convert@2 @0) (convert @1)))
6743    (if (optimize
6744        && FLOAT_TYPE_P (type)
6745        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6746        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6747        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6748        && element_precision (type) < element_precision (TREE_TYPE (@2)))
6749     (maxmin @0 @1))))
6750 #endif
6752 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6753      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6754  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6755  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6756   (simplify
6757    (froms (convert double_value_p@0))
6758    (tos @0))))
6760 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6761             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6762      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6763  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6764     if x is a float.  */
6765  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6766   (simplify
6767    (froms (convert float_value_p@0))
6768    (tos @0))))
6770 (if (canonicalize_math_p ())
6771  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6772  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6773   (simplify
6774    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6775    (fix_trunc @0))))
6777 (if (canonicalize_math_p ())
6778  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6779  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6780            ICEIL LCEIL LLCEIL
6781            IROUND LROUND LLROUND)
6782   (simplify
6783    (fns integer_valued_real_p@0)
6784    (fix_trunc @0)))
6785  (if (!flag_errno_math)
6786   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6787   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
6788    (simplify
6789     (rints integer_valued_real_p@0)
6790     (fix_trunc @0)))))
6792 (if (canonicalize_math_p ())
6793  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
6794       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
6795       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
6796   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
6797      sizeof (int) == sizeof (long).  */
6798   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
6799        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6800    (simplify
6801     (ifn @0)
6802     (lfn:long_integer_type_node @0)))
6803   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
6804      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
6805   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
6806        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6807    (simplify
6808     (llfn @0)
6809     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
6811 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
6812 (simplify
6813  (CPROJ @0)
6814  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
6815    @0))
6817 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
6818    nonnegative, return (inf + 0i).  */
6819 (simplify
6820  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
6821  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6822   { build_complex_inf (type, false); }))
6824 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
6825 (simplify
6826  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
6827  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6828   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
6830 (for pows (POW)
6831      sqrts (SQRT)
6832      cbrts (CBRT)
6833  (simplify
6834   (pows @0 REAL_CST@1)
6835   (with {
6836     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
6837     REAL_VALUE_TYPE tmp;
6838    }
6839    (switch
6840     /* pow(x,0) -> 1.  */
6841     (if (real_equal (value, &dconst0))
6842      { build_real (type, dconst1); })
6843     /* pow(x,1) -> x.  */
6844     (if (real_equal (value, &dconst1))
6845      @0)
6846     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
6847     (if (real_equal (value, &dconstm1))
6848      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
6849     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
6850     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6851          && canonicalize_math_p ()
6852          && real_equal (value, &dconsthalf))
6853      (sqrts @0))
6854     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
6855     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6856          && canonicalize_math_p ()
6857          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
6858              real_equal (value, &tmp)))
6859      (cbrts @0))))))
6861 /* powi(1,x) -> 1.  */
6862 (simplify
6863  (POWI real_onep@0 @1)
6864  @0)
6866 (simplify
6867  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
6868  (switch
6869   /* powi(x,0) -> 1.  */
6870   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
6871    { build_real (type, dconst1); })
6872   /* powi(x,1) -> x.  */
6873   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
6874    @0)
6875   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
6876   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
6877    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
6879 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
6881    These are conceptually similar to the transformations performed for
6882    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
6883    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
6885 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
6886    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
6887    is the widest mode from all of these.  */
6888 (for op (plus minus mult rdiv)
6889  (simplify
6890    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
6891    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
6892       both operands are widening conversions from the same type as the outer
6893       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
6894       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
6895       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
6896    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6897         && op != MULT_EXPR
6898         && op != RDIV_EXPR
6899         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6900            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
6901         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6902         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6903         /* The precision of the type of each operand must match the
6904            precision of the mode of each operand, similarly for the
6905            result.  */
6906         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6907         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
6908         && type_has_mode_precision_p (type)
6909         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6910         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
6911         && types_match (@1, type)
6912         && (types_match (@1, @2)
6913             /* Or the second operand is const integer or converted const
6914                integer from valueize.  */
6915             || poly_int_tree_p (@4)))
6916      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
6917        (op @1 (convert @2))
6918        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6919         (convert (op (convert:utype @1)
6920                      (convert:utype @2)))))
6921      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
6922           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6923                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
6924       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
6925               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
6926               tree itype = TREE_TYPE (@0);
6927               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
6928               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
6929               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
6930         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
6931              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
6932          (with { tree newtype = type;
6933                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
6934                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
6935                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
6936                    newtype = dfloat32_type_node;
6937                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
6938                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
6939                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
6940                    newtype = dfloat64_type_node;
6941                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
6942                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
6943                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
6944                    newtype = dfloat128_type_node; }
6945           (if ((newtype == dfloat32_type_node
6946                 || newtype == dfloat64_type_node
6947                 || newtype == dfloat128_type_node)
6948               && newtype == type
6949               && types_match (newtype, type))
6950             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
6951             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
6952                       newtype = ty1;
6953                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
6954                       newtype = ty2; }
6955                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
6956                   change results through affecting double rounding
6957                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
6958                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
6959                   + (long double)double) converted to
6960                   (float)(double + double), the transformation is
6961                   unsafe regardless of the details of the types
6962                   involved; double rounding can arise if the result
6963                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
6964                   between two representable TYPE values but the
6965                   exact value is sufficiently different (in the
6966                   right direction) for this difference to be
6967                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
6968                   same as TYPE, however, the transformation may be
6969                   safe depending on the types involved: it is safe
6970                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
6971                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
6972                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
6973                   exponent range for the product or ratio of two
6974                   values representable in the TYPE to be within the
6975                   range of normal values of ITYPE.  */
6976               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
6977                    && (flag_unsafe_math_optimizations
6978                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
6979                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
6980                                                            TYPE_MODE (type))
6981                            && !excess_precision_type (newtype)))
6982                    && !types_match (itype, newtype))
6983                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
6984                                    (convert:newtype @2)))
6985          )))) )
6986    ))
6989 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
6990    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
6991    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
6992    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
6993    arithmetic operation.  */
6994 (for op (minus plus)
6995  (simplify
6996   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
6997   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6998        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6999           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
7000        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7001        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
7002        /* The precision of the type of each operand must match the
7003           precision of the mode of each operand, similarly for the
7004           result.  */
7005        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
7006        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
7007        && type_has_mode_precision_p (type)
7008        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
7009        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7010        && types_match (@0, @1)
7011        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
7012            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
7013        && (wi::to_wide (@4)
7014            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
7015                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
7016    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
7017     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
7018      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
7019     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7020      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
7021                (convert:utype @4))))))))
7023 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
7024    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
7025 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
7026      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
7027      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
7028  (simplify
7029   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
7030   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7031        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
7032    (op @0 (ext @1 @2)))))
7034 (simplify
7035  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
7036  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
7037  { integer_zero_node; })
7039 (simplify
7040  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
7041  (SIGNBIT @0)
7042  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
7043   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
7045 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
7046 (for cmp (eq ne)
7047  (for op (plus minus)
7048       rop (minus plus)
7049   (simplify
7050    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7051    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7052         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
7053         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
7054         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
7055     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7056      (if (TREE_OVERFLOW (res)
7057           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7058       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
7059       (if (single_use (@3))
7060        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
7061                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
7062 (for cmp (lt le gt ge)
7063  (for op (plus minus)
7064       rop (minus plus)
7065   (simplify
7066    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7067    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7068         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7069     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7070      (if (TREE_OVERFLOW (res))
7071       {
7072         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7073                                 "when simplifying conditional to constant"),
7074                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
7075         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
7076         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
7077         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
7078                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
7079                         != (op == MINUS_EXPR);
7080         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
7081       }
7082       (if (single_use (@3))
7083        (with
7084         {
7085           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7086                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
7087                                   "X cmp C2 -+ C1"),
7088                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
7089         }
7090         (cmp @0 { res; })))))))))
7092 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
7094 (simplify
7095  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
7096  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
7098 (simplify
7099  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
7100  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
7102 (simplify
7103  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
7104  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
7105   (view_convert @0)))
7107 (simplify
7108  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
7109  (switch
7110   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
7111        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7112    (switch
7113     (if (integer_zerop (@2))
7114      (view_convert (realpart @0)))
7115     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7116      (view_convert (imagpart @0)))))
7117   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7118        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
7119        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
7120        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
7121        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
7122        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
7123             && integer_zerop (@2))
7124            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
7125               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
7126            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
7127                /* But only do this after vectorization.  */
7128                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
7129                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
7130                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
7131                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
7132                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
7133                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7134                                             - TYPE_PRECISION (type))
7135                                          : 0)) == 0)))
7136    (convert @0))))
7138 /* Simplify vector extracts.  */
7140 (simplify
7141  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
7142  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7143       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
7144       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
7145            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7146           || (VECTOR_TYPE_P (type)
7147               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
7148                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
7149   (with
7150    {
7151      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7152                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7153      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
7154      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
7155      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
7156      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
7157    }
7158    (if (n != 0
7159         && (idx % width) == 0
7160         && (n % width) == 0
7161         && known_le ((idx + n) / width,
7162                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
7163     (with
7164      {
7165        idx = idx / width;
7166        n = n / width;
7167        /* Constructor elements can be subvectors.  */
7168        poly_uint64 k = 1;
7169        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
7170          {
7171            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
7172            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
7173              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
7174          }
7175        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
7176      }
7177      (switch
7178       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
7179       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
7180        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
7181         { build_zero_cst (type); }
7182         (if (count == 1)
7183          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
7184           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
7185           { build_zero_cst (type); })
7186          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
7187             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
7188             uniform.  */
7189          (if (single_use (@0))
7190           (with
7191             {
7192               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
7193               vec_alloc (vals, count);
7194               bool constant_p = true;
7195               tree res;
7196               for (unsigned i = 0;
7197                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
7198                 {
7199                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
7200                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
7201                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
7202                     constant_p = false;
7203                 }
7204               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
7205                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
7206                              ? type
7207                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
7208                                                   count * k));
7209               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
7210                      : build_constructor (evtype, vals));
7211             }
7212             (view_convert { res; }))))))
7213       /* The bitfield references a single constructor element.  */
7214       (if (k.is_constant (&const_k)
7215            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
7216        (switch
7217         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
7218          { build_zero_cst (type); })
7219         (if (n == const_k)
7220          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
7221         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
7222                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
7224 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
7225    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
7226    not touching the extraction.  */
7227 (simplify
7228  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
7229  (with
7230   {
7231     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
7232     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
7233       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
7234     else
7235       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
7236   }
7237   (switch
7238    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
7239         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
7240                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7241     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
7242                                                  wi::to_wide (@rpos)
7243                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
7244    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
7245                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
7246         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
7247                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7248     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
7250 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
7251  (for fmas (FMA)
7252   (simplify
7253    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
7254    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7255   (simplify
7256    (fmas @0 @1 (negate @2))
7257    (IFN_FMS @0 @1 @2))
7258   (simplify
7259    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
7260    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7261   (simplify
7262    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
7263    (if (single_use (@3))
7264     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
7266  (simplify
7267   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
7268   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7269  (simplify
7270   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
7271   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7272  (simplify
7273   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7274   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7275  (simplify
7276   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
7277    (if (single_use (@3))
7278     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
7280  (simplify
7281   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
7282   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7283  (simplify
7284   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
7285   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7286  (simplify
7287   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
7288   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7289  (simplify
7290   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
7291   (if (single_use (@3))
7292    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
7294  (simplify
7295   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
7296   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7297  (simplify
7298   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
7299   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7300  (simplify
7301   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7302   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7303  (simplify
7304   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
7305   (if (single_use (@3))
7306    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
7308 /* CLZ simplifications.  */
7309 (for clz (CLZ)
7310  (for op (eq ne)
7311       cmp (lt ge)
7312   (simplify
7313    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
7314    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
7315     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
7316     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7317             tree stype = signed_type_for (type0);
7318             HOST_WIDE_INT val = 0;
7319             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7320             if (clz == CFN_CLZ
7321                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7322                                               val) == 2
7323                 && val == 0)
7324               stype = NULL_TREE;
7325           }
7326      (if (stype)
7327       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
7328     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
7329     (with { bool ok = true;
7330             HOST_WIDE_INT val = 0;
7331             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7332             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7333             if (clz == CFN_CLZ
7334                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7335                                               val) == 2
7336                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
7337               ok = false;
7338           }
7339      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
7340       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
7342 /* CTZ simplifications.  */
7343 (for ctz (CTZ)
7344  (for op (ge gt le lt)
7345       cmp (eq eq ne ne)
7346   (simplify
7347    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
7348    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7349     (with { bool ok = true;
7350             HOST_WIDE_INT val = 0;
7351             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
7352               ok = false;
7353             else
7354               {
7355                 val = tree_to_shwi (@1);
7356                 /* Canonicalize to >= or <.  */
7357                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
7358                   {
7359                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
7360                       ok = false;
7361                     else
7362                       val++;
7363                   }
7364               }
7365             bool zero_res = false;
7366             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7367             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7368             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7369             if (ctz == CFN_CTZ
7370                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7371                                               zero_val) == 2)
7372               zero_res = true;
7373           }
7374      (if (val <= 0)
7375       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
7376        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
7377       (if (val >= prec)
7378        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
7379         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7380        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
7381         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7382                                              wi::mask (val, false, prec)); })
7383              { build_zero_cst (type0); })))))))
7384  (for op (eq ne)
7385   (simplify
7386    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
7387    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7388     (with { bool zero_res = false;
7389             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7390             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7391             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7392             if (ctz == CFN_CTZ
7393                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7394                                               zero_val) == 2)
7395               zero_res = true;
7396           }
7397      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
7398       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
7399        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7400       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
7401        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7402                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
7403                                                      false, prec)); })
7404            { wide_int_to_tree (type0,
7405                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
7406                                                  false, prec)); })))))))
7408 /* POPCOUNT simplifications.  */
7409 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
7410 (simplify
7411   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
7412   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
7413     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
7415 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
7416 (for popcount (POPCOUNT)
7417   (for cmp (le eq ne gt)
7418        rep (eq eq ne ne)
7419     (simplify
7420       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
7421       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
7423 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
7424 (simplify
7425   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
7426   (PARITY @0))
7428 /* PARITY simplifications.  */
7429 /* parity(~X) is parity(X).  */
7430 (simplify
7431   (PARITY (bit_not @0))
7432   (PARITY @0))
7434 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
7435 (simplify
7436   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
7437   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
7439 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
7440 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
7441 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
7442   (simplify
7443     (pfun @0)
7444     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
7445       (switch
7446         (if (nz == 1)
7447           (convert @0))
7448         (if (wi::popcount (nz) == 1)
7449           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7450             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
7451                                    { build_int_cst (integer_type_node,
7452                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
7454 #if GIMPLE
7455 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
7457    int popcount64c (uint64_t x)
7458    {
7459      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
7460      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
7461      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
7462      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
7463    }
7465    int popcount32c (uint32_t x)
7466    {
7467      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
7468      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
7469      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
7470      return (x * 0x01010101) >> 24;
7471    }  */
7472 (simplify
7473  (rshift
7474   (mult
7475    (bit_and
7476     (plus:c
7477      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
7478       (plus:c@8
7479        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
7480         (bit_and
7481          (rshift
7482           (minus@6 @0
7483            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
7484           INTEGER_CST@10)
7485          INTEGER_CST@9)))
7486     INTEGER_CST@3)
7487    INTEGER_CST@2)
7488   INTEGER_CST@1)
7489   /* Check constants and optab.  */
7490   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
7491           int shift = (64 - prec) & 63;
7492           unsigned HOST_WIDE_INT c1
7493             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
7494           unsigned HOST_WIDE_INT c2
7495             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
7496           unsigned HOST_WIDE_INT c3
7497             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
7498           unsigned HOST_WIDE_INT c4
7499             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
7500    }
7501    (if (prec >= 16
7502         && prec <= 64
7503         && pow2p_hwi (prec)
7504         && TYPE_UNSIGNED (type)
7505         && integer_onep (@4)
7506         && wi::to_widest (@10) == 2
7507         && wi::to_widest (@5) == 4
7508         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
7509         && tree_to_uhwi (@2) == c1
7510         && tree_to_uhwi (@3) == c2
7511         && tree_to_uhwi (@9) == c3
7512         && tree_to_uhwi (@7) == c3
7513         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
7514     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
7515                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7516      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
7517      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
7518         five bits for this to work without extension before adding.  */
7519      (with {
7520        tree half_type = NULL_TREE;
7521        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
7522        int half_prec = 8;
7523        if (m.exists ()
7524            && m.require () != TYPE_MODE (type))
7525          {
7526            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
7527            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
7528          }
7529        gcc_assert (half_prec > 2);
7530       }
7531       (if (half_type != NULL_TREE
7532            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
7533                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7534        (convert (plus
7535          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
7536          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
7537             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
7539 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
7540    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
7541    should lead to better code.  */
7542 (simplify
7543  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
7544  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7545       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
7546                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
7547   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7548    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
7549 #endif
7551 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
7552           BUILT_IN_FFSIMAX)
7553  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
7554     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
7555  (for cmp (eq ne)
7556   (simplify
7557    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7558     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7559      (switch
7560       (if (integer_zerop (@1))
7561        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7562       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
7563        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
7564       (if (single_use (@2))
7565        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7566                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7567                                                       false, prec)); })
7568             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7569                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
7570                                                   false, prec)); }))))))
7572  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
7573  (for cmp (gt le)
7574       cmp2 (ne eq)
7575       cmp3 (eq ne)
7576       bit_op (bit_and bit_ior)
7577   (simplify
7578    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7579     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7580      (switch
7581       (if (integer_zerop (@1))
7582        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7583       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
7584        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
7585       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
7586        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
7587       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
7588        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7589                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
7590                                                       false, prec)); }))
7591       (if (single_use (@2))
7592        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
7593                (cmp3 (bit_and @0
7594                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7595                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7596                                                   false, prec)); })
7597                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
7599 #if GIMPLE
7601 /* Simplify:
7602      a = op a1
7603      r = cond ? a : b
7604      --> r = .COND_FN (cond, a, b)
7605 and,
7606     a = op a1
7607     r = cond ? b : a
7608     --> r = .COND_FN (~cond, b, a).  */
7610 (for uncond_op (UNCOND_UNARY)
7611      cond_op (COND_UNARY)
7612  (simplify
7613   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@3 @1)) @2)
7614    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7615     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7616         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7617      (cond_op @0 @1 @2))))
7618  (simplify
7619   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@3 @2)))
7620    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7621     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7622         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7623      (cond_op (bit_not @0) @2 @1)))))
7625 /* Simplify:
7627      a = a1 op a2
7628      r = c ? a : b;
7630    to:
7632      r = c ? a1 op a2 : b;
7634    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
7635    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
7636    simplification if the result of the operation isn't needed.
7638    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
7639    on targets that might not support them.  Any target implementing
7640    conditional internal functions must support the same comparisons
7641    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
7643 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
7644      cond_op (COND_BINARY)
7645  (simplify
7646   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
7647   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7648    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7649         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7650         && single_use (@4))
7651     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
7652  (simplify
7653   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
7654   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7655    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7656         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7657         && single_use (@4))
7658     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
7660 /* Same for ternary operations.  */
7661 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
7662      cond_op (COND_TERNARY)
7663  (simplify
7664   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
7665   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7666    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7667         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7668         && single_use (@5))
7669     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
7670  (simplify
7671   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7672   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7673    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7674         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7675         && single_use (@5))
7676     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7677                   (view_convert:op_type @1)))))))
7678 #endif
7680 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7681    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7682 (for cond_op (COND_BINARY)
7683  (simplify
7684   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7685   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7686    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7687     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7688  (simplify
7689   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7690   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7691    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7692         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7693     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7695 /* Same for ternary operations.  */
7696 (for cond_op (COND_TERNARY)
7697  (simplify
7698   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7699   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7700    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7701     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7702  (simplify
7703   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7704   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7705    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7706         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7707     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7709 /* Detect simplication for a conditional reduction where
7711    a = mask1 ? b : 0
7712    c = mask2 ? d + a : d
7714    is turned into
7716    c = mask1 && mask2 ? d + b : d.  */
7717 (simplify
7718   (IFN_COND_ADD @0 @1 (vec_cond @2 @3 integer_zerop) @1)
7719    (IFN_COND_ADD (bit_and @0 @2) @1 @3 @1))
7721 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7722    expressions like:
7724    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7725    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7727    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7728    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7729    bytes.  A is more efficiently tested as:
7731    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7733    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7735    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7737    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7739    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7740    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7742    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7743    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7744    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7745    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7746    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7747    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7748    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7749    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7750    pointer_pluses dead.  */
7751 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7752  (for cmp (le lt)
7753   (simplify
7754    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7755         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7756    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7757         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7758         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7759     /* Calculate the rhs constant.  */
7760     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7761             offset_int rhs = off * 2; }
7762      /* Always fails for negative values.  */
7763      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7764       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7765          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7766          same pointer_plus in multiple checks.  */
7767       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7768               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7769        (if (cmp == LT_EXPR)
7770         (gt (convert:sizetype
7771              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7772                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7773             { rhs_tree; })
7774         (gt (convert:sizetype
7775              (pointer_diff:ssizetype
7776               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7777                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7778               { swap_p ? @0 : @2; }))
7779             { rhs_tree; })))))))))
7781 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7782    element of @1.  */
7783 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7784  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7785   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
7786    (if (i >= 0)
7787     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
7788             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
7789             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
7790             tree size = bitsize_int (elt_bits);
7791             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
7792      (view_convert
7793       (bit_and:elt_type
7794        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
7795        { elt; })))))))
7797 /* Fold reduction of a single nonzero element constructor.  */
7798 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7799   (simplify (reduc (CONSTRUCTOR@0))
7800     (with { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7801                          ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7802             tree elt = ctor_single_nonzero_element (ctor); }
7803       (if (elt
7804            && !HONOR_SNANS (type)
7805            && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
7806         { elt; }))))
7808 /* Fold REDUC (@0 op VECTOR_CST) as REDUC (@0) op REDUC (VECTOR_CST).  */
7809 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_MAX IFN_REDUC_MIN IFN_REDUC_FMAX
7810             IFN_REDUC_FMIN IFN_REDUC_AND IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7811      op (plus max min IFN_FMAX IFN_FMIN bit_and bit_ior bit_xor)
7812   (simplify (reduc (op @0 VECTOR_CST@1))
7813     (op (reduc:type @0) (reduc:type @1))))
7815 (simplify
7816  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
7817  (with
7818   {
7819     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
7820     machine_mode result_mode = TYPE_MODE (type);
7821     machine_mode op_mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (op0));
7823     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
7824     vec_perm_builder builder;
7825     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
7826       return NULL_TREE;
7828     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
7829     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
7830     bool single_arg = (op0 == op1);
7831     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
7832   }
7833   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
7834    { op0; }
7835    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
7836     { op1; }
7837     (with
7838      {
7839        if (!single_arg)
7840          {
7841            if (sel.all_from_input_p (0))
7842              op1 = op0;
7843            else if (sel.all_from_input_p (1))
7844              {
7845                op0 = op1;
7846                sel.rotate_inputs (1);
7847              }
7848            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
7849              {
7850                std::swap (op0, op1);
7851                sel.rotate_inputs (1);
7852              }
7853          }
7854        gassign *def;
7855        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
7856        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
7857            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
7858            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7859          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
7860        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
7861            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
7862            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7863          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
7865        tree t;
7866     }
7867     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7868           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
7869          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7870              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
7871          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
7872      { t; }
7873      (with
7874       {
7875         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
7876         tree ins = NULL_TREE;
7877         unsigned at = 0;
7879         /* See if the permutation is performing a single element
7880            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
7881            in that case.  But only if the vector mode is supported,
7882            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
7883         if (op_mode != BLKmode
7884             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7885                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
7886                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7887                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
7888           {
7889             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
7890             if (insert_first_p)
7891               {
7892                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
7893                    first vector we only can insert the first elt from
7894                    the first vector.  */
7895                 at = 0;
7896                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
7897                   op0 = op1;
7898               }
7899             /* The above can fail for two-element vectors which always
7900                appear to insert the first element, so try inserting
7901                into the second lane as well.  For more than two
7902                elements that's wasted time.  */
7903             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
7904               {
7905                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
7906                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
7907                   if (maybe_ne (sel[at], at))
7908                     break;
7909                 if (at < encoded_nelts
7910                     && (known_eq (at + 1, nelts)
7911                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
7912                   {
7913                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
7914                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
7915                     else
7916                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
7917                   }
7918               }
7919           }
7921         /* Generate a canonical form of the selector.  */
7922         if (!ins && sel.encoding () != builder)
7923           {
7924             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
7925                argument permutation while still allowing an equivalent
7926                2-argument version.  */
7927             tree oldop2 = op2;
7928             if (sel.ninputs () == 2
7929                || can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel, false))
7930               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7931             else
7932               {
7933                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
7934                 if (can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel2, false))
7935                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
7936                 else
7937                   /* Not directly supported with either encoding,
7938                      so use the preferred form.  */
7939                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7940               }
7941             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
7942               changed = true;
7943           }
7944       }
7945       (if (ins)
7946        (bit_insert { op0; } { ins; }
7947          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
7948        (if (changed)
7949         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
7951 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
7953 (match vec_same_elem_p
7954  (vec_duplicate @0))
7956 (match vec_same_elem_p
7957  CONSTRUCTOR@0
7958  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7959       && uniform_vector_p (gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0))))))
7961 (match vec_same_elem_p
7962  @0
7963  (if (uniform_vector_p (@0))))
7966 (simplify
7967  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
7968  @0)
7970 /* Push VEC_PERM earlier if that may help FMA perception (PR101895).  */
7971 (simplify
7972  (plus:c (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
7973  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
7974   (plus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
7975 (simplify
7976  (minus (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
7977  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
7978   (minus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
7981 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
7982    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
7983    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
7984    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
7985    to the number of trailing zeroes.  */
7986 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
7987   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))
7989 (match (cond_expr_convert_p @0 @2 @3 @6)
7990  (cond (simple_comparison@6 @0 @1) (convert@4 @2) (convert@5 @3))
7991   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7992        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
7993        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7994        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
7995        && TYPE_PRECISION (type) != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7996        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7997           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
7998        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7999           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
8000        /* For vect_recog_cond_expr_convert_pattern, @2 and @3 can differ in
8001           signess when convert is truncation, but not ok for extension since
8002           it's sign_extend vs zero_extend.  */
8003        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type)
8004            || (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
8005                == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))))
8006        && single_use (@4)
8007        && single_use (@5))))
8009 (for bit_op (bit_and bit_ior bit_xor)
8010  (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8011   (bit_op:c
8012    (nop_convert1? (bit_not2?@0 (convert3? (lshift integer_onep@1 @2))))
8013    @3)))
8015 (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8016  (bit_not
8017   (nop_convert1? (bit_xor@0 (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)) @3))))