Remove extra newline
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobd9575179655111a6112221951a9583b4919f762c
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2020 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p)
42 /* Operator lists.  */
43 (define_operator_list tcc_comparison
44   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
45 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
46   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
48   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
50   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
51 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
52 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
54 #include "cfn-operators.pd"
56 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
57    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
58    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
60    Also define operand lists:
62      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
63      X<FN> for all double functions, in the same order
64      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
65 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
66   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
67                                  BUILT_IN_L##FN##F \
68                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
69   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
70                               BUILT_IN_L##FN \
71                               BUILT_IN_LL##FN) \
72   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
73                                  BUILT_IN_L##FN##L \
74                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
77 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
81 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
82 (define_operator_list UNCOND_BINARY
83   plus minus
84   mult trunc_div trunc_mod rdiv
85   min max
86   bit_and bit_ior bit_xor
87   lshift rshift)
88 (define_operator_list COND_BINARY
89   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
90   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
91   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
92   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
93   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
95 /* Same for ternary operations.  */
96 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
97   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
98 (define_operator_list COND_TERNARY
99   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
101 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
102    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
103 (match (nop_convert @0)
104  (convert @0)
105  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
106 (match (nop_convert @0)
107  (view_convert @0)
108  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
109       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
110                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
111       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
113 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
114    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
115    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
116 (simplify (abs (convert @0))
117  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
118       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
119       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
120   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
121    (convert (absu:utype @0)))))
124 /* Simplifications of operations with one constant operand and
125    simplifications to constants or single values.  */
127 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
128   (simplify
129     (op @0 integer_zerop)
130     (non_lvalue @0)))
132 /* 0 +p index -> (type)index */
133 (simplify
134  (pointer_plus integer_zerop @1)
135  (non_lvalue (convert @1)))
137 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
138 (simplify
139  (pointer_diff @0 integer_zerop)
140  (convert @0))
142 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
143    Likewise if the operands are reversed.  */
144 (simplify
145  (plus:c @0 real_zerop@1)
146  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
147   (non_lvalue @0)))
149 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
150 (simplify
151  (minus @0 real_zerop@1)
152  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
153   (non_lvalue @0)))
155 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
156    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
157    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
158    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
159    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
160    would not raise it.   */
161 (for inner_op (plus minus)
162  (for outer_op (plus minus)
163   (simplify
164    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
165     (if (real_zerop (@1)
166          && real_zerop (@2)
167          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
168      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
169                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
170              bool outer_plus
171                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
172                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
173       (if (outer_plus && !inner_plus)
174        (outer_op @0 @2)
175        @3))))))
177 /* Simplify x - x.
178    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
179    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
180    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
181    is volatile.  */
182 (simplify
183  (minus @0 @0)
184  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
185   { build_zero_cst (type); }))
186 (simplify
187  (pointer_diff @@0 @0)
188  { build_zero_cst (type); })
190 (simplify
191  (mult @0 integer_zerop@1)
192  @1)
194 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
195    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
196    same in modes with signed zeros, since multiplying a
197    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
198 (simplify
199  (mult @0 real_zerop@1)
200  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
201   @1))
203 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
204    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
205 (simplify
206  (mult @0 real_onep)
207  (if (!HONOR_SNANS (type)
208       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
209           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
210   (non_lvalue @0)))
212 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
213 (simplify
214  (mult @0 real_minus_onep)
215   (if (!HONOR_SNANS (type)
216        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
217            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
218    (negate @0)))
220 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
221 (simplify
222  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
223   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
224        && get_nonzero_bits (@1) == 1
225        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
226    (bit_and @1 @2)))
228 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
229    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
230 (simplify
231  (mult @0 VECTOR_CST@1)
232  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
233       && !HONOR_SNANS (type)
234       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
235   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
236    (if (itype
237         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
238             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
239                 && optab_handler (and_optab,
240                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
241     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
242                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
244 (for cmp (gt ge lt le)
245      outp (convert convert negate negate)
246      outn (negate negate convert convert)
247  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
248  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
249  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
250  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
251  (simplify
252   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
253   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
254        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
255    (switch
256     (if (types_match (type, float_type_node))
257      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
258     (if (types_match (type, double_type_node))
259      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
260     (if (types_match (type, long_double_type_node))
261      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
262  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
263  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
264  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
265  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
266  (simplify
267   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
268   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
269        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
270    (switch
271     (if (types_match (type, float_type_node))
272      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
273     (if (types_match (type, double_type_node))
274      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
275     (if (types_match (type, long_double_type_node))
276      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
278 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
279 (simplify
280  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
281  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
282   (abs @0)))
284 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
285 (simplify
286  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
287  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
288   (negate (abs @0))))
290 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
291 (simplify
292  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
293  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
294   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
296 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
297 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
298   (simplify
299     (op @0 integer_onep)
300     (non_lvalue @0)))
302 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
303    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
304    toward zero.
305    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
306    Also also widening conversions, like:
307    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
308    or
309    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
310    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
311    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
312    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
313    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
314 (simplify
315  (trunc_div @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
316  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
317       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
318           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
319           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
320       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
321           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
322               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
323                   || (element_precision (type)
324                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
325                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
326                       && (tree_nonzero_bits (@0)
327                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
328                                       true,
329                                       element_precision (type))) == 0)))))
330   (rshift @0 @2)))
332 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
333    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
334    traps enables better optimizations than these anyway.  */
335 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
336  /* 0 / X is always zero.  */
337  (simplify
338   (div integer_zerop@0 @1)
339   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
340   (if (!integer_zerop (@1))
341    @0))
342   /* X / -1 is -X.  */
343  (simplify
344    (div @0 integer_minus_onep@1)
345    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
346     (negate @0)))
347  /* X / X is one.  */
348  (simplify
349   (div @0 @0)
350   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
351      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
352   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
353    { build_one_cst (type); }))
354  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
355  (simplify
356    (div:C @0 (abs @0))
357    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
358         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
359     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
360           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
361  /* X / -X is -1.  */
362  (simplify
363    (div:C @0 (negate @0))
364    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
365         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
366     { build_minus_one_cst (type); })))
368 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
369    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
370 (simplify
371  (floor_div @0 @1)
372  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
373       && TYPE_UNSIGNED (type))
374   (trunc_div @0 @1)))
376 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
377    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
378 (for div (trunc_div exact_div)
379  (simplify
380   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
381   (with {
382     wi::overflow_type overflow;
383     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
384                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
385    }
386    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
387         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
388     (if (!overflow)
389      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
390      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
391           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
392       { build_zero_cst (type); }))))))
394 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
395    overflow is different.  */
396 (simplify
397  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
398  (with {
399    wi::overflow_type overflow;
400    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
401                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
402   }
403   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
404      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
405   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
406    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
408 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
409    NaNs or Infinities.  */
410 (simplify
411  (rdiv @0 @0)
412  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
413       && ! HONOR_NANS (type)
414       && ! HONOR_INFINITIES (type))
415   { build_one_cst (type); }))
417 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
418    NaNs or Infinities.  */
419 (simplify
420  (rdiv:C @0 (negate @0))
421  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
422       && ! HONOR_NANS (type)
423       && ! HONOR_INFINITIES (type))
424   { build_minus_one_cst (type); }))
426 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
427 (simplify
428  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
429   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
430        && ! HONOR_NANS (type)
431        && ! HONOR_INFINITIES (type))
432    (switch
433     (if (types_match (type, float_type_node))
434      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
435     (if (types_match (type, double_type_node))
436      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
437     (if (types_match (type, long_double_type_node))
438      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
440 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
441 (simplify
442  (rdiv @0 real_onep)
443  (if (!HONOR_SNANS (type))
444   (non_lvalue @0)))
446 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
447 (simplify
448  (rdiv @0 real_minus_onep)
449  (if (!HONOR_SNANS (type))
450   (negate @0)))
452 (if (flag_reciprocal_math)
453  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
454  (simplify
455   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
456   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
458  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
459  (simplify
460   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
461   (with
462    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
463    (if (tem)
464     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
466  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
467  (simplify
468   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
469    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
471 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
472 (simplify
473  (rdiv @0 (negate @1))
474  (rdiv (negate @0) @1))
476 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
477  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
478     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
479  (for op (lt le gt ge)
480       neg_op (gt ge lt le)
481   (simplify
482    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
483    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
484     (switch
485      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
486       (op @1 @2))
487      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
488      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
489       (neg_op @1 @2)))))))
491 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
492 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
493  (simplify
494   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
495   (if (integer_pow2p (@2)
496        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
497        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
498        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
499    (rshift (convert @0)
500            { build_int_cst (integer_type_node,
501                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
503 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
504    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
505    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
506    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
507    tell if it is or not in a portable manner.  */
508 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
509  (simplify
510   (rdiv @0 cst@1)
511   (if (optimize)
512    (if (flag_reciprocal_math
513         && !real_zerop (@1))
514     (with
515      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
516      (if (tem)
517       (mult @0 { tem; } )))
518     (if (cst != COMPLEX_CST)
519      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
520       (if (inverse)
521        (mult @0 { inverse; } ))))))))
523 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
524  /* 0 % X is always zero.  */
525  (simplify
526   (mod integer_zerop@0 @1)
527   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
528   (if (!integer_zerop (@1))
529    @0))
530  /* X % 1 is always zero.  */
531  (simplify
532   (mod @0 integer_onep)
533   { build_zero_cst (type); })
534  /* X % -1 is zero.  */
535  (simplify
536   (mod @0 integer_minus_onep@1)
537   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
538    { build_zero_cst (type); }))
539  /* X % X is zero.  */
540  (simplify
541   (mod @0 @0)
542   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
543   (if (!integer_zerop (@0))
544    { build_zero_cst (type); }))
545  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
546  (simplify
547   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
548   @2)
549  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
550  (simplify
551   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
552   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
553        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
554        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
555                              TYPE_SIGN (type)))
556    { build_zero_cst (type); }))
557  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
558     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
559  (for cmp (eq ne)
560   (simplify
561    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
562    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
563     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
564      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
566 /* X % -C is the same as X % C.  */
567 (simplify
568  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
569   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
570        && !TREE_OVERFLOW (@1)
571        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
572        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
573        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
574        && !sign_bit_p (@1, @1))
575    (trunc_mod @0 (negate @1))))
577 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
578 (simplify
579  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
580  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
581       && !TYPE_UNSIGNED (type)
582       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
583       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
584       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
585          Y might be -1, because we would then change valid
586          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
587       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
588           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
589                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
590   (trunc_mod @0 (convert @1))))
592 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
593 (simplify
594  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
595  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
596   (convert (trunc_mod @0 @1))))
598 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
599    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
600    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
601    to A & ((C << N) - 1).  */
602 (match (power_of_two_cand @1)
603  INTEGER_CST@1)
604 (match (power_of_two_cand @1)
605  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
606 (for mod (trunc_mod floor_mod)
607  (simplify
608   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
609   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
610         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
611         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
612         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
613    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
615 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
616 (simplify
617  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
618  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
619   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
620                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
621                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
622                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
624 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
625 (simplify
626  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
627  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
628   (bit_and @0 (negate @1))))
630 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
631 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
632  (simplify
633   (div (mult:c @0 @1) @1)
634   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
635        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
636    @0)))
638 (for op (negate abs)
639  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
640  (for coss (COS COSH)
641   (simplify
642    (coss (op @0))
643     (coss @0)))
644  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
645  (for pows (POW)
646   (simplify
647    (pows (op @0) REAL_CST@1)
648    (with { HOST_WIDE_INT n; }
649     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
650      (pows @0 @1)))))
651  /* Likewise for powi.  */
652  (for pows (POWI)
653   (simplify
654    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
655    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
656     (pows @0 @1))))
657  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
658  (for hypots (HYPOT)
659   (simplify
660    (hypots (op @0) @1)
661    (hypots @0 @1))
662   (simplify
663    (hypots @0 (op @1))
664    (hypots @0 @1)))
665  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
666  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
667   (simplify
668    (copysigns (op @0) @1)
669    (copysigns @0 @1))))
671 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
672 (simplify
673  (mult (abs@1 @0) @1)
674  (mult @0 @0))
676 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
677 (simplify
678  (mult (absu@1 @0) @1)
679  (mult (convert@2 @0) @2))
681 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
682 (for coss (COS COSH)
683      copysigns (COPYSIGN)
684  (simplify
685   (coss (copysigns @0 @1))
686    (coss @0)))
688 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
689 (for pows (POW)
690      copysigns (COPYSIGN)
691  (simplify
692   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
693   (with { HOST_WIDE_INT n; }
694    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
695     (pows @0 @1)))))
696 /* Likewise for powi.  */
697 (for pows (POWI)
698      copysigns (COPYSIGN)
699  (simplify
700   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
701   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
702    (pows @0 @1))))
704 (for hypots (HYPOT)
705      copysigns (COPYSIGN)
706  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
707  (simplify
708   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
709   (hypots @0 @2))
710  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
711  (simplify
712   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
713   (hypots @0 @1)))
715 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
716 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
717  (simplify
718   (copysigns @0 REAL_CST@1)
719   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
720    (negate (abs @0))
721    (abs @0))))
723 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
724 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
725  (simplify
726   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
727   (copysigns @0 @2)))
729 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
730 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
731  (simplify
732   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
733   (mult @0 @0)))
735 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
736 (for ccoss (CCOS CCOSH)
737  (simplify
738   (ccoss (negate @0))
739    (ccoss @0)))
741 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
742 (for ops (conj negate)
743  (for cabss (CABS)
744   (simplify
745    (cabss (ops @0))
746    (cabss @0))))
748 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
749 (simplify
750  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
751   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
752        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
753    (lshift @0 @2)))
755 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
756    into ((1 << C) >> x). */
757 (simplify
758  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
759   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
760        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
761        && single_use (@1))
762    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
763      (rshift (lshift @0 @2) @3)
764    (with
765     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
766     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
768 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
769 (simplify
770  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
771   (if (flag_associative_math
772        && single_use (@3))
773    (with
774     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
775     (if (tem)
776      (rdiv { tem; } @1)))))
778 /* Simplify ~X & X as zero.  */
779 (simplify
780  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
781   { build_zero_cst (type); })
783 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
784 (simplify
785   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
786   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
787     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
789 (for bitop (bit_and bit_ior)
790      cmp (eq ne)
791  /* PR35691: Transform
792     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
793     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
794  (simplify
795   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
796    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
797         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
798         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
799     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
800  /* Transform:
801     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
802     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
803  (simplify
804   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
805    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
806         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
807         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
808     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
810 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
811 (simplify
812  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
813   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
814 (simplify
815  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
816  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
817   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
819 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
820 (simplify
821  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
822   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
824 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
825 (for op (bit_ior bit_xor plus)
826  (simplify
827   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
828    (bit_xor @0 @1))
829  (simplify
830   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
831   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
832    (bit_xor @0 @1))))
834 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
835 (simplify
836   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
837   (bit_ior @0 @1))
839 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
840 (simplify
841  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
842  @2)
844 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
845 (simplify
846  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
847  (bit_not (bit_and @0 @1)))
849 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
850 (simplify
851  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
852  (bit_ior @0 @1))
854 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
855 (simplify
856  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
857  (bit_and @0 @1))
859 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
860 (simplify
861  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
862  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
864 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
865 (for op (bit_and bit_xor)
866  (simplify
867   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
868   @2))
870 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
871 (simplify
872  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
873  @2)
875 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
876 (simplify
877  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
878  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
880 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
881 (simplify
882  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
883  (bit_and @0 (bit_not @1)))
885 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
886 #if GIMPLE
887 (simplify
888  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
889  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
890       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
891   (bit_xor @0 @1)))
892 #endif
894 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
895    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
896    Similarly if (N & M) == 0,
897    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
898    and for - instead of + (or unary - instead of +)
899    and/or ^ instead of |.
900    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
901 (for op (plus minus)
902  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
903   (simplify
904    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
905     (with
906      { tree pmop[2];
907        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
908                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
909                                        NULL_TREE, pmop); }
910      (if (utype)
911       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
912                             (convert:utype { pmop[1]; }))
913                         (convert:utype @2))))))
914   (simplify
915    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
916     (with
917      { tree pmop[2];
918        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
919                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
920                                        @4, pmop); }
921      (if (utype)
922       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
923                             (convert:utype { pmop[1]; }))
924                         (convert:utype @2)))))))
925  (simplify
926   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
927    (with
928     { tree pmop[2];
929       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
930                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
931                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
932     (if (utype)
933      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
934                            (convert:utype { pmop[1]; }))
935                        (convert:utype @2)))))))
936 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
937  (simplify
938   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
939    (with
940     { tree pmop[2];
941       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
942                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
943                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
944     (if (utype)
945      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
946                        (convert:utype @1)))))))
948 /* X % Y is smaller than Y.  */
949 (for cmp (lt ge)
950  (simplify
951   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
952   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
953    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
954 (for cmp (gt le)
955  (simplify
956   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
957   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
958    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
960 /* x | ~0 -> ~0  */
961 (simplify
962  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
963  @1)
965 /* x | 0 -> x  */
966 (simplify
967  (bit_ior @0 integer_zerop)
968  @0)
970 /* x & 0 -> 0  */
971 (simplify
972  (bit_and @0 integer_zerop@1)
973  @1)
975 /* ~x | x -> -1 */
976 /* ~x ^ x -> -1 */
977 /* ~x + x -> -1 */
978 (for op (bit_ior bit_xor plus)
979  (simplify
980   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
981   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
983 /* x ^ x -> 0 */
984 (simplify
985   (bit_xor @0 @0)
986   { build_zero_cst (type); })
988 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
989 (simplify
990   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
991   (bit_not @0))
993 /* x & ~0 -> x  */
994 (simplify
995  (bit_and @0 integer_all_onesp)
996   (non_lvalue @0))
998 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
999 (for bitop (bit_and bit_ior)
1000  (simplify
1001   (bitop @0 @0)
1002   (non_lvalue @0)))
1004 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1005 #if GIMPLE
1006 (simplify
1007  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1008  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1009       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1010   @0))
1011 #endif
1013 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1014 (simplify
1015  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1016  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1018 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1019 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1020 (for bitop (bit_and bit_ior)
1021  (simplify
1022   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1023   (bitop @0 (bit_not @1))))
1025 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1026 (simplify
1027  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1028  @2)
1030 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1031 (simplify
1032  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1033  (bit_not @0))
1035 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1036 (simplify
1037  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1038  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1040 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1041 (simplify
1042  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1043  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1045 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1046 (simplify
1047  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1048  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1050 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1051 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1052 (for bitop (bit_and bit_ior)
1053      rbitop (bit_ior bit_and)
1054  (simplify
1055   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1056   (bitop @1 @2)))
1058 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1059 (simplify
1060  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1061  (bit_xor @0 @1))
1063 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1064 (simplify
1065  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1066  (bit_and @0 @1))
1068 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1069 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1070 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1071 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1072  (simplify
1073   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1074   (bit_ior @0 @1)))
1076 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1077 (simplify
1078  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1079  (plus @0 @1))
1081 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1082 (simplify
1083  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1084  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1085       && !TYPE_SATURATING (type))
1086   (bit_and @0 @1)))
1088 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1089 (simplify
1090  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1091  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1092       && !TYPE_SATURATING (type))
1093   (bit_ior @0 @1)))
1095 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1096 (simplify
1097  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1098  (bit_and @0 @1))
1100 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1101 (simplify
1102  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1103  (bit_xor @0 @1))
1105 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1106 (simplify
1107  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1108  (bit_xor @0 @1))
1110 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1111 (simplify
1112  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1113  (bit_and @0 @1))
1115 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1116 (simplify
1117  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1118  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1120 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1121 (simplify
1122  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1123  (bit_xor @0 @1))
1125 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1126    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1127 (for op (bit_and bit_ior)
1128      rop (bit_ior bit_and)
1129  (simplify
1130   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1131   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1132        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1133    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1135 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1136    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1137    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1138    simplifications.  */
1139 (for op (bit_xor plus)
1140  (simplify
1141   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1142       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1143   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1144        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1145        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1146    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1148 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1149 (simplify
1150  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1151  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1152   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1154 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1155 (simplify
1156  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1157  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1158       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1159   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1161 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1162 (simplify
1163  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1164  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1165   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1167 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1168 (for opo (bit_and bit_xor)
1169      opi (bit_xor bit_and)
1170  (simplify
1171   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1172   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1174 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1175    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1176    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1177    constants are involved.  For example, convert
1178      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1179    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1180 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1181      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1182  (simplify
1183   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1184   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1185        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1186    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1188 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1189 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1190    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1191 (for op (bit_and bit_ior)
1192  (simplify
1193   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1194   @2))
1195 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1196 (simplify
1197  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1198  (convert @0))
1199 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1200    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1201 (for op (bit_and bit_ior)
1202  (simplify
1203   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1204   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1205        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1206    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1207     (op @3 (convert @2))
1208     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1209      (op (convert @1) @5))))))
1210 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1211 (simplify
1212  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1213  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1214       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1215   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1217 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1218    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1219 (simplify
1220  (abs (abs@1 @0))
1221  @1)
1223 (simplify
1224  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1225  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1226   @1))
1228 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1229 (simplify
1230  (abs (negate @0))
1231  (abs @0))
1233 (simplify
1234  (absu (negate @0))
1235  (absu @0))
1237 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1238 (simplify
1239  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1240  @0)
1242 (simplify
1243  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1244  (convert @0))
1246 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1247 (match negate_expr_p
1248  INTEGER_CST
1249  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1250        && TYPE_UNSIGNED (type))
1251       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1252           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1253 (match negate_expr_p
1254  FIXED_CST)
1255 (match negate_expr_p
1256  (negate @0)
1257  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1258 (match negate_expr_p
1259  REAL_CST
1260  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1261 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1262    ways.  */
1263 (match negate_expr_p
1264  VECTOR_CST
1265  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1266 (match negate_expr_p
1267  (minus @0 @1)
1268  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1269       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1270           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1271           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1273 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1274 (simplify
1275  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1276   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1277        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1278    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1280 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1281 (simplify
1282  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1283  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1284       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1285   (minus (negate @1) @0)))
1287 /* -(A - B) -> B - A.  */
1288 (simplify
1289  (negate (minus @0 @1))
1290  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1291       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1292           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1293           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1294   (minus @1 @0)))
1295 (simplify
1296  (negate (pointer_diff @0 @1))
1297  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1298   (pointer_diff @1 @0)))
1300 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1301 (simplify
1302  (minus @0 negate_expr_p@1)
1303  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1304  (plus @0 (negate @1))))
1306 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1307    when profitable.
1308    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1309    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1310    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1311    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1312 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1313  (simplify
1314   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1315   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1316          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1317          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1318         || types_match (@0, @1))
1319        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1320           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1321           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1322           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1323           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1324        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1325        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1326               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1327            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1328            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1329               mode.  */
1330            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1331            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1332               of its mode.  */
1333            || !type_has_mode_precision_p (type)
1334            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1335               in smaller IL.  */
1336            || (GIMPLE
1337                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1338                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1339                && single_use (@2)
1340                && single_use (@3))))
1341    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1342  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1343     in smaller IL.  */
1344  (simplify
1345   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1346   (if (GIMPLE
1347        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1348        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1349        && types_match (type, @0))
1350    (bitop @0 (convert @1)))))
1352 (for bitop (bit_and bit_ior)
1353      rbitop (bit_ior bit_and)
1354   /* (x | y) & x -> x */
1355   /* (x & y) | x -> x */
1356  (simplify
1357   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1358   @0)
1359  /* (~x | y) & x -> x & y */
1360  /* (~x & y) | x -> x | y */
1361  (simplify
1362   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1363   (bitop @0 @1)))
1365 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1366 (simplify
1367   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1368   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1370 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1371 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1372  (simplify
1373   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1374   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1375    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1376       folded to a constant.  */
1377    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1378    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1379       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1380       the values involved are such that the operation can't be decided at
1381       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1382       that combination can be decided at compile time.
1384       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1385       oscillation.  */
1386    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1387     (if (cst1)
1388      (bitop @1 { cst1; })
1389      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1390       (if (cst2)
1391        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1393 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1394    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1395 (match truth_valued_p
1396  @0
1397  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1398 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1399  (match truth_valued_p
1400   (op @0 @1)))
1401 (match truth_valued_p
1402   (truth_not @0))
1404 (match (logical_inverted_value @0)
1405  (truth_not @0))
1406 (match (logical_inverted_value @0)
1407  (bit_not truth_valued_p@0))
1408 (match (logical_inverted_value @0)
1409  (eq @0 integer_zerop))
1410 (match (logical_inverted_value @0)
1411  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1412 (match (logical_inverted_value @0)
1413  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1415 /* X & !X -> 0.  */
1416 (simplify
1417  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1418  { build_zero_cst (type); })
1419 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1420 (for op (bit_ior bit_xor)
1421  (simplify
1422   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1423   { constant_boolean_node (true, type); }))
1424 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1425 (for op (eq ne)
1426  (simplify
1427   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1428   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1430 /* ~~x -> x */
1431 (simplify
1432   (bit_not (bit_not @0))
1433   @0)
1435 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1436 (simplify
1437  (bit_not (convert? (negate @0)))
1438  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1439       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1440   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1442 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1443 (simplify
1444  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1445  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1447 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1448 (simplify
1449  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1450  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1451       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1452   (convert (negate @0))))
1453 (simplify
1454  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1455  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1456       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1457   (convert (negate @0))))
1459 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1460 (simplify
1461  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1462  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1463   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1464 (simplify
1465  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1466  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1467   (convert (bit_xor @0 @1))))
1469 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1470 (simplify
1471  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1472  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1473   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1475 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1476 (simplify
1477  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1478  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1480 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1481 (simplify
1482  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1483  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1484       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1485   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1487 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1488 (for cmp (gt lt ge le)
1489 (simplify
1490  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1491   (if (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@2))
1492    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1494 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1495    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1496 (for cmp (eq ne)
1497  (simplify
1498   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1499   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1500        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1501        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1502    (cmp @0 @2))))
1504 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1505    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1506 (for cmp (eq ne)
1507  (simplify
1508   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1509   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1510        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1511        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1512    (cmp @0 @2))))
1514 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1515    x * C RELOP y * C into:
1517    x RELOP y for nonnegative C
1518    y RELOP x for negative C  */
1519 (for cmp (lt gt le ge)
1520  (simplify
1521   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1522   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1523        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1524    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1525     (cmp @0 @2)
1526    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1527         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1528     (cmp @2 @0))))))
1530 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1531 (for cmp (le gt)
1532      icmp (gt le)
1533  (simplify
1534   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1535    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1536         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1537         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1538         && (wi::to_wide (@2)
1539             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1540     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1541      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1543 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1544 (for cmp (simple_comparison)
1545  (simplify
1546   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1547   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1548        && types_match (@0, @1))
1549    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1550     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1551      (cmp @1 @0)
1552      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1553       (with
1554        {
1555         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1556        }
1557        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1558     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1559      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1560       (cmp @0 @1)
1561       (with
1562        {
1563         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1564        }
1565        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1567 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1568 (for cmp (simple_comparison)
1569  (simplify
1570   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1571   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1572        && integer_nonzerop (@1)
1573        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1574        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1575    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1576            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1577                                                    &neg_overflow); }
1578     (switch
1579      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1580        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1581         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1582         (if (code == LT_EXPR)
1583          (lt @0 { lo; })
1584          (ge @0 { lo; }))))
1585      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1586        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1587         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1588         (if (code == LE_EXPR)
1589          (le @0 { hi; })
1590          (gt @0 { hi; }))))
1591      (if (!lo && !hi)
1592       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1593      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1594       (ge @0 { lo; }))
1595      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1596       (le @0 { hi; }))
1597      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1598       (lt @0 { lo; }))
1599      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1600       (gt @0 { hi; }))
1601      (if (GENERIC)
1602       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1603                            lo, hi); })
1604      (with
1605       {
1606         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1607         if (etype)
1608           {
1609             hi = fold_convert (etype, hi);
1610             lo = fold_convert (etype, lo);
1611             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1612           }
1613       }
1614       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1615        (if (code == EQ_EXPR)
1616         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1617         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1619 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1620 (for op (lt le ge gt)
1621  (simplify
1622   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1623   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1624        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1625    (op @0 @1))))
1626 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1627 (for op (eq ne minus)
1628  (simplify
1629   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1630   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1631        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1632            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1633    (op @0 @1))))
1635 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1636 (for op (lt le ge gt)
1637  (simplify
1638   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1639   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1640        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1641    (op @0 @1))))
1642 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1643 (for op (eq ne minus)
1644  (simplify
1645   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1646   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1647        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1648            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1649    (op @0 @1))))
1650 /* And for pointers...  */
1651 (for op (simple_comparison)
1652  (simplify
1653   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1654   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1655    (op @0 @1))))
1656 (simplify
1657  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1658  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1659       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1660   (pointer_diff @0 @1)))
1662 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1663 (for op (lt le ge gt)
1664  (simplify
1665   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1666   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1667        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1668    (op @1 @0))))
1669 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1670 (for op (eq ne minus)
1671  (simplify
1672   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1673   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1674        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1675            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1676    (op @1 @0))))
1677 /* And for pointers...  */
1678 (for op (simple_comparison)
1679  (simplify
1680   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1681   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1682    (op @1 @0))))
1683 (simplify
1684  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1685  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1686       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1687   (pointer_diff @1 @0)))
1689 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1690 (for op (lt le gt ge)
1691  (simplify
1692   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1693   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1694        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1695        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1696        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1697    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1698 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1699 (for op (eq ne)
1700  (simplify
1701   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1702   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1703        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1704            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1705        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1706        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1707        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1708    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1709  (simplify
1710   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1711   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1712        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1713        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1714    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1716 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1717    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1718 (for op (simple_comparison)
1719  (simplify
1720   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1721   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1722        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1723            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1724                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1725        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1726    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1728 /* Transform:
1729    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1730    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1731 (for cmp (eq ne)
1732      ocmp (lt ge)
1733  (simplify
1734   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1735   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1736        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1737        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1738        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1739    (ocmp @0 @1))))
1741 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1742 (for cmp (eq ne)
1743  (simplify
1744   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1745   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1746    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1748 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1749    possibly set.  */
1750 (match with_possible_nonzero_bits
1751  INTEGER_CST@0)
1752 (match with_possible_nonzero_bits
1753  SSA_NAME@0
1754  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1755 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1756 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1757  with_possible_nonzero_bits@0)
1758 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1759  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1761 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1762    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1763 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1764  INTEGER_CST@0)
1765 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1766  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1768 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1769 (for cmp (eq ne)
1770  (simplify
1771   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1772   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1773    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1775 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1776    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1777    zero throughout its computed value range,
1778    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1779    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1780    and 0's otherwise.
1781    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1782    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1783    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1785 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1786      outer_op (bit_xor bit_ior)
1787 (simplify
1788  (outer_op
1789   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1790  (with
1791   {
1792     bool fail = false;
1793     wide_int zero_mask_not;
1794     wide_int C0;
1795     wide_int cst_emit;
1797     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1798       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1799     else
1800       fail = true;
1802     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1803       {
1804         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1805         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1806       }
1807     else
1808       {
1809         C0 = wi::to_wide (@0);
1810         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1811       }
1812   }
1813   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1814    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1815    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1816     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1818 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1819 (simplify
1820   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1821   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1823 /* Pattern match
1824      tem1 = (long) ptr1;
1825      tem2 = (long) ptr2;
1826      tem3 = tem2 - tem1;
1827      tem4 = (unsigned long) tem3;
1828      tem5 = ptr1 + tem4;
1829    and produce
1830      tem5 = ptr2;  */
1831 (simplify
1832   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1833   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1834   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1835        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1836             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1837    @1))
1838 (simplify
1839   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1840   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1841    (convert @1)))
1843 /* Pattern match
1844      tem = (sizetype) ptr;
1845      tem = tem & algn;
1846      tem = -tem;
1847      ... = ptr p+ tem;
1848    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1849      ... = ptr & ~algn;  */
1850 (simplify
1851   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1852   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1853    (bit_and @0 { algn; })))
1855 /* Try folding difference of addresses.  */
1856 (simplify
1857  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1858  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1859   (with { poly_int64 diff; }
1860    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1861     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1862 (simplify
1863  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1864  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1865   (with { poly_int64 diff; }
1866    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1867     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1868 (simplify
1869  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1870  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1871       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1872   (with { poly_int64 diff; }
1873    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1874     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1875 (simplify
1876  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1877  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1878       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1879   (with { poly_int64 diff; }
1880    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1881     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1883 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
1884 (simplify
1885  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
1886  (if (POINTER_TYPE_P (type))
1887   { build_fold_addr_expr_with_type
1888       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
1889                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
1890                type); }))
1892 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1893    be able to fold this expression using the object or function's
1894    alignment.  */
1895 (simplify
1896  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1897  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1898       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1899   (with
1900    {
1901      unsigned int align;
1902      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1903      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1904    }
1905    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1906     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1907                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1909 (match min_value
1910  INTEGER_CST
1911  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1912       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
1914 (match max_value
1915  INTEGER_CST
1916  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1917       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
1919 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
1920    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
1921 (for eqne (eq ne)
1922  (simplify
1923   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
1924    (switch
1925     (if (eqne == EQ_EXPR)
1926      { constant_boolean_node (false, type); })
1927     (if (eqne == NE_EXPR)
1928      @2)
1929     )))
1931 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
1932    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
1933 (for eqne (eq ne)
1934  (simplify
1935   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
1936    (switch
1937     (if (eqne == EQ_EXPR)
1938      { constant_boolean_node (false, type); })
1939     (if (eqne == NE_EXPR)
1940      @2)
1941     )))
1943 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
1944 (simplify
1945  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
1946   @2)
1948 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
1949 (simplify
1950  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
1951   @2)
1953 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
1954 (simplify
1955  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
1956   @2)
1958 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
1959 (simplify
1960  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
1961   { constant_boolean_node (true, type); })
1963 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
1964 (simplify
1965  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
1966   @2)
1968 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
1969 (simplify
1970  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
1971   @2)
1973 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
1974    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
1975 (for eqne (eq ne)
1976  (simplify
1977   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
1978    (switch
1979     (if (eqne == EQ_EXPR)
1980      @2)
1981     (if (eqne == NE_EXPR)
1982      { constant_boolean_node (true, type); }))))
1984 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
1985    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
1987 (for code1 (eq ne)
1988  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
1989   (simplify
1990    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
1991     (with
1992      {
1993       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
1994       bool val;
1995       switch (code2)
1996          {
1997         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
1998         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
1999         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2000         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2001         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2002         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2003         default: gcc_unreachable ();
2004         }
2005      }
2006      (switch
2007       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2008       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2009       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2011 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2013 (for code1 (lt le gt ge)
2014  (for code2 (lt le gt ge)
2015   (simplify
2016   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2017    (with
2018     {
2019      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2020     }
2021     (switch
2022      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2023      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2024           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2025       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2026        @3
2027        @4))
2028      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2029      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2030           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2031       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2032        @3
2033        @4))
2034      /* Check for singleton ranges.  */
2035      (if (cmp == 0
2036           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2037             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2038       (eq @0 @1))
2039      /* Check for disjoint ranges.  */
2040      (if (cmp <= 0
2041           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2042           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2043       { constant_boolean_node (false, type); })
2044      (if (cmp >= 0
2045           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2046           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2047       { constant_boolean_node (false, type); })
2048      )))))
2050 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2051    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2053 (for code1 (eq ne)
2054  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2055   (simplify
2056    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2057     (with
2058      {
2059       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2060       bool val;
2061       switch (code2)
2062         {
2063         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2064         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2065         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2066         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2067         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2068         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2069         default: gcc_unreachable ();
2070         }
2071      }
2072      (switch
2073       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2074       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2075       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2077 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2079 (for code1 (lt le gt ge)
2080  (for code2 (lt le gt ge)
2081   (simplify
2082   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2083    (with
2084     {
2085      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2086     }
2087     (switch
2088      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2089      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2090           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2091       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2092        @4
2093        @3))
2094      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2095      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2096           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2097       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2098        @4
2099        @3))
2100      /* Check for singleton ranges.  */
2101      (if (cmp == 0
2102           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2103               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2104       (ne @0 @2))
2105      /* Check for disjoint ranges.  */
2106      (if (cmp >= 0
2107           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2108           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2109       { constant_boolean_node (true, type); })
2110      (if (cmp <= 0
2111           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2112           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2113       { constant_boolean_node (true, type); })
2114      )))))
2116 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2117 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2119  /* Contract negates.  */
2120  /* A + (-B) -> A - B */
2121  (simplify
2122   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2123   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2124   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2125        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2126    (with
2127     {
2128      tree t1 = type;
2129      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2130          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2131        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2132     }
2133     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2134  /* A - (-B) -> A + B */
2135  (simplify
2136   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2137   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2138        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2139    (with
2140     {
2141      tree t1 = type;
2142      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2143          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2144        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2145     }
2146     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2147  /* -(T)(-A) -> (T)A
2148     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2149     happen without overflow.  */
2150  (simplify
2151   (negate (convert (negate @1)))
2152   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2153        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2154            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2155                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2156        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2157        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2158    (convert @1)))
2159  (simplify
2160   (negate (convert negate_expr_p@1))
2161   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2162        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2163             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2164             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2165            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2166    (convert (negate @1))))
2167  (simplify
2168   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2169   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2170        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2171    (view_convert @1)))
2173  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2174     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2175  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2176       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2178   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2179      irrespective of overflow issues.  */
2180   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2181   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2182   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2183   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2184   (simplify
2185    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2186    (view_convert @1))
2187   (simplify
2188    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2189    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2190         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2191    (negate (view_convert @1))
2192    (view_convert (negate @1))))
2193   (simplify
2194    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2195    (view_convert @0))
2196   (simplify
2197    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2198     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2199          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2200      (negate (view_convert @1))
2201      (view_convert (negate @1))))
2202   (simplify
2203    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2204    (view_convert @1))
2205   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2206   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2207   /* More cases are handled with comparisons.  */
2208   (simplify
2209    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2210    (plus @2 @1))
2211   (simplify
2212    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2213    (minus @2 @1))
2214   (simplify
2215    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2216    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2217         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2218     (pointer_diff @2 @1)))
2219   (simplify
2220    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2221    (plus @1 @2))
2223   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2224      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2225      scalars.  */
2226   (for outer_op (plus minus)
2227    (for inner_op (plus minus)
2228         neg_inner_op (minus plus)
2229     (simplify
2230      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2231                CONSTANT_CLASS_P@2)
2232      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2233      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2234       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2235          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2236       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2237        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2238         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2239         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2240       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2241            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2242        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2243         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2244         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2245        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2246           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2247           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2248        (if (types_match (type, @0))
2249         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2250                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2251                                         type, @1, @2); }
2252          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2253           (inner_op @0 { cst; } )
2254           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2255           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2256                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2257            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2258            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2259            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2260             (if (utype)
2261              (view_convert (inner_op
2262                             (view_convert:utype @0)
2263                             (view_convert:utype
2264                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2266   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2267   (for outer_op (plus minus)
2268    (simplify
2269     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2270     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2271     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2272      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2273         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2274      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2275       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2276      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2277           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2278       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2279       (if (types_match (type, @0))
2280        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2281         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2282          (minus { cst; } @0))))))))
2284   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2285      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2286      scalars.  */
2287   (simplify
2288    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2289    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2290    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2291     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2292       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2293     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2294      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2295     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2296          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2297      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2298      (if (types_match (type, @0))
2299       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2300        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2301         (plus { cst; } @0)))))))
2303 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2304 #if GIMPLE
2305   (simplify
2306    (plus (convert SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2307     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2308          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2309          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2310          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2311      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2312         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2313      (with
2314       {
2315         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2316                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2317         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2319         wide_int w1
2320           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2321                             TYPE_SIGN (inner_type));
2323         wide_int wmin0, wmax0;
2324         if (get_range_info (@0, &wmin0, &wmax0) == VR_RANGE)
2325           {
2326             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2327             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2328           }
2329       }
2330      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2331       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2332      )))
2333 #endif
2335 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2336 #if GIMPLE
2337   (for op (plus minus)
2338    (simplify
2339     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2340      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2341           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2342           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2343           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2344           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2345           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2346        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2347 #endif
2349   /* ~A + A -> -1 */
2350   (simplify
2351    (plus:c (bit_not @0) @0)
2352    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2353     { build_all_ones_cst (type); }))
2355   /* ~A + 1 -> -A */
2356   (simplify
2357    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2358    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2359     (negate (convert @0))))
2361   /* -A - 1 -> ~A */
2362   (simplify
2363    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2364    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2365         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2366     (bit_not (convert @0))))
2368   /* -1 - A -> ~A */
2369   (simplify
2370    (minus integer_all_onesp @0)
2371    (bit_not @0))
2373   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2374   (simplify
2375    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2376     (convert? @0))
2377    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2378         /* For integer types, if A has a smaller type
2379            than T the result depends on the possible
2380            overflow in P + A.
2381            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2382            However, if an overflow in P + A would cause
2383            undefined behavior, we can assume that there
2384            is no overflow.  */
2385         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2386             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2387     (convert @1)))
2388   (simplify
2389    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2390     (convert @0))
2391    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2392         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2393            final type requires a sign- or zero-extension,
2394            then we have to punt - it is not defined which
2395            one is correct.  */
2396         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2397             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2398             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2399     (convert @1)))
2400    (simplify
2401     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2402     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2403        thus sign-extended if necessary.  */
2404     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2405      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2406         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2407         we don't want to diagnose overflow here.  */
2408      (convert (view_convert:stype @1))))
2410   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2411   (simplify
2412    (minus (convert? @0)
2413     (convert (plus:c @@0 @1)))
2414    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2415         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2416         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2417     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2418      (convert (negate (convert:utype @1))))
2419     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2420          /* For integer types, if A has a smaller type
2421             than T the result depends on the possible
2422             overflow in P + A.
2423             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2424             However, if an overflow in P + A would cause
2425             undefined behavior, we can assume that there
2426             is no overflow.  */
2427          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2428              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2429      (negate (convert @1)))))
2430   (simplify
2431    (minus (convert @0)
2432     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2433    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2434         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2435         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2436     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2437      (convert (negate (convert:utype @1))))
2438     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2439          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2440             final type requires a sign- or zero-extension,
2441             then we have to punt - it is not defined which
2442             one is correct.  */
2443          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2444              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2445              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2446      (negate (convert @1)))))
2447    (simplify
2448     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2449     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2450        thus sign-extended if necessary.  */
2451     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2452      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2453         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2454         we don't want to diagnose overflow here.  */
2455      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2457   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2458   (simplify
2459    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2460     (convert (plus:c @0 @2)))
2461    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2462         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2463         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2464         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2465     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2466      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2467     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2468           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2469          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2470              /* For integer types, if A has a smaller type
2471                 than T the result depends on the possible
2472                 overflow in P + A.
2473                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2474                 However, if an overflow in P + A would cause
2475                 undefined behavior, we can assume that there
2476                 is no overflow.  */
2477              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2478                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2479                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2480                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2481      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2482   (simplify
2483    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2484     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2485    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2486         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2487         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2488     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2489      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2490     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2491          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2492             final type requires a sign- or zero-extension,
2493             then we have to punt - it is not defined which
2494             one is correct.  */
2495          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2496              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2497              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2498              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2499              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2500      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2501    (simplify
2502     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2503     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2504        thus sign-extended if necessary.  */
2505     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2506      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2507         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2508         we don't want to diagnose overflow here.  */
2509      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2510             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2512 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2513     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2514 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2515      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2516  (for plusminus (plus minus)
2517   (simplify
2518    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2519    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2520          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2521          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2522              && tree_expr_nonzero_p (@0)
2523              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2524         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2525            original operand (but not on both).  */
2526         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
2527     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
2528   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2529   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2530    (simplify
2531     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2532     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2533           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2534           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2535              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2536              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2537              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2538           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2539               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2540                    && expr_not_equal_to (@0,
2541                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2542                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2543                       ? expr_not_equal_to (@2,
2544                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2545                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2546                       : (expr_not_equal_to (@2,
2547                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2548                          && expr_not_equal_to (@2,
2549                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2550                                 + 1))))))
2551          && single_use (@3))
2552      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2553    (simplify
2554     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2555     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2556           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2557           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2558              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2559              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2560              for @0 0 and @2 min.  */
2561           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2562               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2563                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2564                        || expr_not_equal_to (@0,
2565                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2566                   || expr_not_equal_to (@2,
2567                         (plusminus == PLUS_EXPR
2568                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2569                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2570          && single_use (@3))
2571      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2573 #if GIMPLE
2574 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2575    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2576 (simplify
2577  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2578   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2579        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2580        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type))
2581    (with { tree t = type;
2582            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2583            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2584                                              element_precision (type));
2585            w += 1;
2586            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2587                                         : t, w);
2588            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2589     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2590 (simplify
2591  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2592   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2593        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2594        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2595        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2596        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type))
2597    (with { tree t = type;
2598            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2599            unsigned int prec = element_precision (type);
2600            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2601            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2602            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2603                                         : t, w);
2604            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2605     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2606 #endif
2608 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2610 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2611  (simplify
2612   (minmax @0 @0)
2613   @0))
2614 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2615 (simplify
2616  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2617  @1)
2618 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2619 (simplify
2620  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2621  @1)
2622 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2623 (simplify
2624  (max:c @0 (negate @0))
2625  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2626       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2627           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2628   (abs @0)))
2629 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2630 (simplify
2631  (min:c @0 (negate @0))
2632  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2633       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2634           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2635   (negate (abs @0))))
2636 (simplify
2637  (min @0 @1)
2638  (switch
2639   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2640        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2641        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2642    @1)
2643   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2644        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2645        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2646    @0)))
2647 (simplify
2648  (max @0 @1)
2649  (switch
2650   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2651        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2652        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2653    @1)
2654   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2655        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2656        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2657    @0)))
2659 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2660 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2661 (simplify
2662  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2663   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2664    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2665     @2
2666     @0)))
2668 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2669 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2670 (simplify
2671  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2672   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2673    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2674     @0
2675     @2)))
2677 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2678    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2679 (for minmax (min max)
2680  (simplify
2681   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2682   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2683        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2684        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2685        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2686    (minmax @1 (convert @2)))))
2688 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2689  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2690     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2691  (simplify
2692   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2693   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2694        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2695    @0)))
2696 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2697    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2698    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2699    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2700    worry about it either.  */
2701 (if (flag_finite_math_only)
2702  (simplify
2703   (FMIN_ALL @0 @1)
2704   (min @0 @1))
2705  (simplify
2706   (FMAX_ALL @0 @1)
2707   (max @0 @1)))
2708 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2709 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2710      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2711  (simplify
2712   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2713   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2714        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2715            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2716    (negate (maxmin @0 @1)))))
2717 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2718    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2719 (for minmax (min max)
2720  maxmin (max min)
2721  (simplify
2722   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2723   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2725 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2726 (for minmax (min min max max)
2727      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2728      out    (le  gt  ge  lt )
2729  (simplify
2730   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2731   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2732    (out @0 @1))))
2733 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2734    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2735 (for cmp (eq ne)
2736  (simplify
2737   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2738   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2739                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2740    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2741    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2742                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2743     (cmp @0 @2)))))
2744 (for cmp (eq ne)
2745  (simplify
2746   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2747   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2748                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2749    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2750    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2751                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2752     (cmp @0 @2)))))
2753 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2754 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2755      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2756      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2757  (simplify
2758   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2759   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2761 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
2762    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
2763    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
2764 (for cmp (simple_comparison)
2765  (simplify
2766   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
2767                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2768   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2769        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2770        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2771        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2772        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2773            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2774        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2775    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2776  (simplify
2777   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
2778                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2779   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2780        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2781        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2782        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2783        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2784            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2785        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2786    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
2788 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2790 (for rotate (lrotate rrotate)
2791  (simplify
2792   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2793   @0))
2795 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2796 (simplify
2797  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2798  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2799       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2800   @0))
2802 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2803 (simplify
2804  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
2805  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2806   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
2807   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2809 (simplify
2810  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
2811  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
2812       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
2813          long as the low TYPE_PRECISION (type)
2814          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
2815       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
2816       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2817       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2818       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2819       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
2820           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
2821                         TYPE_PRECISION (type)
2822                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
2823   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2825 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2826    types.  */
2827 (simplify
2828  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2829  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2830       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2831   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2833 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2834  (simplify
2835   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2836   (non_lvalue @0))
2837  (simplify
2838   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2839   @0)
2840  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2841     if vector2 is uniform.  */
2842  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2843   (simplify
2844    (shiftrotate @0 vec@1)
2845    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2846     (if (tem)
2847      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2849 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2850    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2851 #if GIMPLE
2852 (for shift (lshift rshift)
2853  (simplify
2854   (shift @0 SSA_NAME@1)
2855    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2856     (with {
2857       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2858       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2859      }
2860      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2861       @0)))))
2862 #endif
2864 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2865    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2866 (simplify
2867  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2868  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2869                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2870                                            element_precision (type)), @1); }))
2872 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2873 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2874  (simplify
2875   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2876   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2877    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2878         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2879         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2880         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2881     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2882                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2883      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2884         being well defined.  */
2885      (if (low >= prec)
2886       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2887        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2888        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2889         { build_zero_cst (type); }
2890         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2891       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2894 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2895    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2896 (for cmp (ne eq)
2897      icmp (eq ne)
2898  (simplify
2899   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2900   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2902 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2903    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2904    if CST2 != 0.  */
2905 (for cmp (ne eq)
2906  (simplify
2907   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2908   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2909    (if (cand < 0
2910         || (!integer_zerop (@2)
2911             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2912     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2913     (if (!integer_zerop (@2)
2914          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2915      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2917 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2918         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2919    if the new mask might be further optimized.  */
2920 (for shift (lshift rshift)
2921  (simplify
2922   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2923            INTEGER_CST@2)
2924    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2925         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2926         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2927         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2928         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2929     (with
2930      {
2931        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2932        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2933        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2934        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2935        unsigned int prec;
2937        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2938          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2939        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2940                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2941          {
2942            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2943            tree arg00 = @0;
2944            /* See if more bits can be proven as zero because of
2945               zero extension.  */
2946            if (@3 != @0
2947                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2948              {
2949                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2950                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2951                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2952                  {
2953                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2954                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2955                    if (shiftc < prec)
2956                      shift_type = inner_type;
2957                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2958                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2959                       is all ones.  */
2960                  }
2961              }
2962            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2963            if (shiftc < prec)
2964              {
2965                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2966                zerobits <<= prec - shiftc;
2967              }
2968            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2969               can contain actually sign bits, so no transformation is
2970               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2971               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2972            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2973                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2974              {
2975                if ((mask & zerobits) == 0)
2976                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2977                else
2978                  zerobits = 0;
2979              }
2980          }
2981      }
2982      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2983      (if ((mask & zerobits) == mask)
2984       { build_int_cst (type, 0); }
2985       (with { newmask = mask | zerobits; }
2986        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2987         (with
2988          {
2989            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2990               mode's mask.  */
2991            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2992                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2993              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2994                break;
2995          }
2996          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2997               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2998           (with
2999            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3000            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3001             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3002              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3003              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3005 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3006    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3007 (for shift (lshift rshift)
3008  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3009   (simplify
3010    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3011    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3012     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3013      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
3015 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3016 (simplify
3017  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3018   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3019        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3020            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3021            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3022    (with
3023     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3024      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3026 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3027    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3028 (for rotate (lrotate rrotate)
3029  (simplify
3030   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3031    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3032          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3033          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3034         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3035             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3036     (with
3037      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3038       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3040 /* Simplifications of conversions.  */
3042 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3043 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3044  (simplify
3045   (cvt @0)
3046   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3047        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3048    @0)))
3050 /* Contract view-conversions.  */
3051 (simplify
3052   (view_convert (view_convert @0))
3053   (view_convert @0))
3055 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3056    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3057 (simplify
3058   (view_convert @0)
3059   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3060        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3061        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3062    (convert @0)))
3064 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3065    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3066 (simplify
3067   (view_convert (convert@0 @1))
3068   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3069        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3070        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3071        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3072            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3073                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3074    (view_convert @1)))
3076 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3077 (simplify
3078   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3079   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3080        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3081    { build_zero_cst (type); }))
3083 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3084    barriers can be removed.  */
3085 (simplify
3086  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3087  @0)
3088 (simplify
3089  (paren (paren@1 @0))
3090  @1)
3092 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3093 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3094  (for icvt (convert float)
3095   (simplify
3096    (ocvt (icvt@1 @0))
3097    (with
3098     {
3099       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3100       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3101       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3102       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3103       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3104       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3105       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3106       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3107       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3108       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3109       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3110       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3111       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3112       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3113       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3114       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3115       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3116       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3117       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3118       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3119     }
3120    (switch
3121     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3122        handled below, if we are converting something to its own
3123        type via an object of identical or wider precision, neither
3124        conversion is needed.  */
3125     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3126           || (GENERIC
3127               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3128          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3129              || (inter_float && final_float))
3130          && inter_prec >= final_prec)
3131      (ocvt @0))
3133     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3134        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3135        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3136        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3137        then we sometimes need the middle conversion.  */
3138     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3139          && (final_int || final_float)
3140          && inter_prec >= inside_prec
3141          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3142      (ocvt @0))
3144     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3145        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3146        final conversion does not change precision we can drop the
3147        intermediate conversion.  */
3148     (if (inside_int && inter_int && final_int
3149          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3150               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3151              || final_prec == inter_prec))
3152      (ocvt @0))
3154     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3155         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3156         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3157         - the intermediate type is narrower than both initial and
3158           final, or
3159         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3160           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3161         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3162           intermediate and final types differ, or
3163         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3164           initial and intermediate types differ.  */
3165     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3166          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3167          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3168          && ! (inside_int && inter_int
3169                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3170                && inter_prec < final_prec)
3171          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3172              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3173          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3174          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3175      (ocvt @0))
3177     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3178        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3179     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3180          && final_int && inter_int && inside_int
3181          && final_prec == inside_prec
3182          && final_prec > inter_prec
3183          && inter_unsignedp)
3184      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3185                               (inside_type,
3186                                wi::mask (inter_prec, false,
3187                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3189     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3190        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3191        floating-point conversion.  */
3192     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3193          && inside_int && inter_float && final_int &&
3194          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3195          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3196      (convert @0)))))))
3198 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3199    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3200    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3201 (simplify
3202   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3203   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3204        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3205        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3206        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3207                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3208    (convert @0)))
3211 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3212 (simplify
3213   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3214   (convert @0))
3216 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3217 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3218      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3219   (simplify
3220    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3221    @0))
3223 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3224 (for op (plus minus)
3225  (simplify
3226   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3227   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3228        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3229    (with
3230      {
3231        wi::overflow_type overflow;
3232        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3233                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3234      }
3235      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3236          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3237       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3238       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3239        (convert (op (convert:utype @0)
3240                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3242 /* Canonicalization of binary operations.  */
3244 /* Convert X + -C into X - C.  */
3245 (simplify
3246  (plus @0 REAL_CST@1)
3247  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3248   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3249    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3250     (minus @0 { tem; })))))
3252 /* Convert x+x into x*2.  */
3253 (simplify
3254  (plus @0 @0)
3255  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3256   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3257   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3258    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3260 /* 0 - X  ->  -X.  */
3261 (simplify
3262  (minus integer_zerop @1)
3263  (negate @1))
3264 (simplify
3265  (pointer_diff integer_zerop @1)
3266  (negate (convert @1)))
3268 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3269    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3270    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3271 (simplify
3272  (minus real_zerop@0 @1)
3273  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
3274   (negate @1)))
3276 /* Transform x * -1 into -x.  */
3277 (simplify
3278  (mult @0 integer_minus_onep)
3279  (negate @0))
3281 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3282    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3283 (simplify
3284  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3285  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3286       && single_use (@3)
3287       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3288   (mult (mult @0 @2) @1)))
3290 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3291    number.  */
3292 (match compositional_complex
3293  (convert? (complex @0 @1)))
3295 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3296 (simplify
3297  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3298  @0)
3299 (simplify
3300  (realpart (complex @0 @1))
3301  @0)
3302 (simplify
3303  (imagpart (complex @0 @1))
3304  @1)
3306 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3307 (simplify
3308  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3309  (convert (realpart @0)))
3310 (simplify
3311  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3312  (convert (negate (imagpart @0))))
3313 (for part (realpart imagpart)
3314  (for op (plus minus)
3315   (simplify
3316    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3317    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3318 (simplify
3319  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3320  (convert (COS @0)))
3321 (simplify
3322  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3323  (convert (SIN @0)))
3325 /* conj(conj(x)) -> x  */
3326 (simplify
3327  (conj (convert? (conj @0)))
3328  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3329   (convert @0)))
3331 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3332 (simplify
3333  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3334  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3335   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3337 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3338 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
3339  (simplify
3340   (bswap (bswap @0))
3341   @0)
3342  (simplify
3343   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3344   (bit_not @0))
3345  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3346   (simplify
3347    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3348    (bitop @0 (bswap @1)))))
3351 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
3353 /* Simplify constant conditions.
3354    Only optimize constant conditions when the selected branch
3355    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
3356    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
3357    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
3358    this one as we depend on doing this transform before possibly
3359    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
3360    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
3361    genmatch cannot handle.  */
3362 (simplify
3363  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
3364  (if (integer_zerop (@0))
3365   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
3366    @2)
3367   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
3368    @1)))
3369 (simplify
3370  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
3371  (if (integer_all_onesp (@0))
3372   @1
3373   (if (integer_zerop (@0))
3374    @2)))
3376 /* Sink unary operations to constant branches, but only if we do fold it to
3377    constants.  */
3378 (for op (negate bit_not abs absu)
3379  (simplify
3380   (op (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2))
3381   (with
3382    {
3383      tree cst1, cst2;
3384      cst1 = const_unop (op, type, @1);
3385      if (cst1)
3386        cst2 = const_unop (op, type, @2);
3387    }
3388    (if (cst1 && cst2)
3389     (vec_cond @0 { cst1; } { cst2; })))))
3391 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
3392    be extended.  */
3393 /* This pattern implements two kinds simplification:
3395    Case 1)
3396    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
3397      1) Conversions are type widening from smaller type.
3398      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
3399      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
3400    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
3401    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
3402    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
3403    referred var is always benefitial for complicated cases.
3405    Case 2)
3406    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
3407 (for cmp (lt le gt ge eq)
3408  (simplify
3409   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
3410   (with
3411    {
3412      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
3413      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
3414      enum tree_code code = ERROR_MARK;
3416      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
3417          && int_fits_type_p (@2, from_type)
3418          && (types_match (c1_type, from_type)
3419              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3420                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3421                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
3422          && (types_match (c2_type, from_type)
3423              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3424                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3425                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
3426        {
3427          if (cmp != EQ_EXPR)
3428            {
3429              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
3430                {
3431                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3432                  if (cmp == LE_EXPR)
3433                    code = LT_EXPR;
3434                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3435                  if (cmp == GT_EXPR)
3436                    code = GE_EXPR;
3437                }
3438              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
3439                {
3440                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3441                  if (cmp == LT_EXPR)
3442                    code = LE_EXPR;
3443                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3444                  if (cmp == GE_EXPR)
3445                    code = GT_EXPR;
3446                }
3447              if (code != ERROR_MARK
3448                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
3449                {
3450                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3451                    code = MIN_EXPR;
3452                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3453                    code = MAX_EXPR;
3454                }
3455            }
3456          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
3457          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
3458            code = EQ_EXPR;
3459        }
3460    }
3461    (if (code == MAX_EXPR)
3462     (convert (max @1 (convert @2)))
3463     (if (code == MIN_EXPR)
3464      (convert (min @1 (convert @2)))
3465      (if (code == EQ_EXPR)
3466       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
3467                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
3469 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
3471      1) OP is PLUS or MINUS.
3472      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
3473      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
3475    This pattern also handles special cases like:
3477      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
3478         integer zero.  In this case,
3479           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
3480           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
3481      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
3482         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
3483         code.
3485    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
3486    simplified at the moment because C standard requires additional
3487    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
3488    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
3489 (for op (plus minus)
3490  (for cmp (lt le gt ge)
3491   (simplify
3492    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3493    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
3494     (if (types_match (from_type, to_type)
3495          /* Check if it is special case A).  */
3496          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3497              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
3498              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
3499              && integer_zerop (@1)
3500              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
3501      (with
3502       {
3503         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
3504         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
3505         wide_int real_c1;
3506         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3507         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3508         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3509         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
3511         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
3512             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
3513             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
3514         if (!types_match (from_type, to_type))
3515           {
3516             if (cmp_code == LT_EXPR)
3517               cmp_code = GT_EXPR;
3518             if (cmp_code == GE_EXPR)
3519               cmp_code = LE_EXPR;
3520             c1 = wi::max_value (to_type);
3521           }
3522         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
3523            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
3524            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
3525            if it is undefined.  */
3526         if (op == PLUS_EXPR)
3527           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
3528         else
3529           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
3531         code = cmp_code;
3532         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
3533           {
3534             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
3535                by adjusting comparison operation if necessary.  */
3536             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3537                 && !overflow)
3538               {
3539                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3540                 if (cmp_code == LE_EXPR)
3541                   code = LT_EXPR;
3542                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3543                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3544                   code = GE_EXPR;
3545               }
3546             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3547                 && !overflow)
3548               {
3549                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3550                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3551                   code = LE_EXPR;
3552                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3553                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3554                   code = GT_EXPR;
3555               }
3556             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3557               {
3558                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3559                   code = MIN_EXPR;
3560                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3561                   code = MAX_EXPR;
3562               }
3563           }
3564       }
3565       (if (code == MAX_EXPR)
3566        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3567            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3568        (if (code == MIN_EXPR)
3569         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3570             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3572 (for cnd (cond vec_cond)
3573  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3574  (simplify
3575   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3576   (cnd @0 @1 @3))
3577  (simplify
3578   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3579   (cnd @0 @1 @3))
3580  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3581  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3582     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3583     The following is still important to merge then and else arm cases
3584     from if-conversion.  */
3585  (simplify
3586   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3587   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3588    (cnd @0 @1 @3)))
3589  (simplify
3590   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3591   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3592    (cnd @0 @3 @4)))
3594  /* A ? B : B -> B.  */
3595  (simplify
3596   (cnd @0 @1 @1)
3597   @1)
3599  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3600  (simplify
3601   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3602   (cnd @0 @2 @1)))
3604 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3605    return all -1 or all 0 results.  */
3606 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3607    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3608 (simplify
3609  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3610  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3611       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3612                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3613       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3614           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3615   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3617 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3618 (simplify
3619  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3620  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3621       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3622                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3623       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3624           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3625   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3628 /* Simplifications of comparisons.  */
3630 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3631    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3632    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3633 (for cmp  (le gt)
3634      acmp (lt ge)
3635  (simplify
3636   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3637   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3638    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
3639      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3640                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3641                                                      wi::to_wide (cst)
3642                                                      + 1)); })))))
3643 (for cmp  (ge lt)
3644      acmp (gt le)
3645  (simplify
3646   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3647   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3648    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
3649     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3650                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3651                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
3653 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3654    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3655    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3656    that with expression code iteration.  */
3657 (for cmp (tcc_comparison)
3658      icmp (inverted_tcc_comparison)
3659      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3660  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3661     and handle some more cases by using
3662       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3663     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3664     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3665  (simplify
3666   (bit_not (cmp @0 @1))
3667   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3668        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3669    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3670       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3671       a computed operator in the replacement tree thus we have
3672       to play the trick below.  */
3673    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3674              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3675     (if (ic == icmp)
3676      (icmp @0 @1)
3677      (if (ic == ncmp)
3678       (ncmp @0 @1))))))
3679  (simplify
3680   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3681   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3682             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3683    (if (ic == icmp)
3684     (icmp @0 @1)
3685     (if (ic == ncmp)
3686      (ncmp @0 @1))))))
3688 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3689    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3690    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3691    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3692    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3693 (for cmp (eq ne)
3694  (for sub (minus pointer_diff)
3695   (simplify
3696    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3697    (if (single_use (@2))
3698     (cmp @0 @1)))))
3700 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3701    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3702    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3703    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3704 (for cmp (simple_comparison)
3705      scmp (swapped_simple_comparison)
3706  (simplify
3707   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3708   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3709   (if (integer_zerop (@1))
3710    (cmp @1 @2)
3711    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3712         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3713         && single_use (@3))
3714     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3715     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3716      (scmp @0 @2)
3717      (cmp @0 @2))))))
3719 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3720    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3721 (for cmp (eq ge le)
3722  (simplify
3723   (cmp @0 @0)
3724   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3725        || ! HONOR_NANS (@0))
3726    { constant_boolean_node (true, type); }
3727    (if (cmp != EQ_EXPR)
3728     (eq @0 @0)))))
3729 (for cmp (ne gt lt)
3730  (simplify
3731   (cmp @0 @0)
3732   (if (cmp != NE_EXPR
3733        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3734        || ! HONOR_NANS (@0))
3735    { constant_boolean_node (false, type); })))
3736 (for cmp (unle unge uneq)
3737  (simplify
3738   (cmp @0 @0)
3739   { constant_boolean_node (true, type); }))
3740 (for cmp (unlt ungt)
3741  (simplify
3742   (cmp @0 @0)
3743   (unordered @0 @0)))
3744 (simplify
3745  (ltgt @0 @0)
3746  (if (!flag_trapping_math)
3747   { constant_boolean_node (false, type); }))
3749 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3750 (for cmp (simple_comparison)
3751  (simplify
3752   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3753   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3754    (cmp @1 @0))))
3756 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3757 (for cmp (simple_comparison)
3758      scmp (swapped_simple_comparison)
3759  (simplify
3760   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3761   (if (single_use (@2)
3762        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3763    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3765 (for cmp (simple_comparison)
3766  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3767  (simplify
3768   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3769   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3770        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3771            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3772        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3773            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3774    (with
3775     {
3776       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3777       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3778         {
3779           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3780           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3781               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3782             type1 = float_type_node;
3783           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3784               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3785             type1 = double_type_node;
3786         }
3787       tree newtype
3788         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3789            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3790     }
3791     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3792      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3794  (simplify
3795   (cmp @0 REAL_CST@1)
3796   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3797   (switch
3798    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3799    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3800     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3801    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3802    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3803         && ! HONOR_SNANS (@1))
3804     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3805    /* Fold comparisons against infinity.  */
3806    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3807         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3808     (with
3809      {
3810        REAL_VALUE_TYPE max;
3811        enum tree_code code = cmp;
3812        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3813        if (neg)
3814          code = swap_tree_comparison (code);
3815      }
3816      (switch
3817       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3818       (if (code == GT_EXPR
3819            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3820        { constant_boolean_node (false, type); })
3821       (if (code == LE_EXPR)
3822        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3823        (if (! HONOR_NANS (@0))
3824         { constant_boolean_node (true, type); }
3825         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3826            an "invalid" exception.  */
3827         (if (!flag_trapping_math)
3828          (eq @0 @0))))
3829       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3830          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3831       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3832            || code == GE_EXPR)
3833        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3834         (if (neg)
3835          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3836          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3837       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3838       (if (code == LT_EXPR)
3839        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3840         (if (neg)
3841          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3842          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3843       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3844          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3845       (if (code == NE_EXPR)
3846        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3847         (if (! HONOR_NANS (@0))
3848          (if (neg)
3849           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3850           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3851          (if (neg)
3852           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3853           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3855  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3856     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3857     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3858     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3859  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3860   (for op (plus minus)
3861    (simplify
3862     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3863     (with
3864      {
3865        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3866                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3867      }
3868      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3869       (cmp @0 { tem; }))))))
3871  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3872     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3873     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3874     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3875  (if (flag_associative_math)
3876   (simplify
3877    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3878    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3879     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3880      (cmp { tem; } @1)))))
3882  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3883  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
3884   (for sq (SQRT)
3885    (simplify
3886     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3887     (switch
3888      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3889       (switch
3890        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3891        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3892         { constant_boolean_node (false, type); })
3893        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3894           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3895        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3896         { constant_boolean_node (true, type); })
3897        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3898        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3899      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3900       (switch
3901        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3902        (if (cmp == LT_EXPR)
3903         { constant_boolean_node (false, type); })
3904        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3905        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3906         { constant_boolean_node (true, type); })
3907        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3908        (if (cmp == LE_EXPR)
3909         (eq @0 @1))
3910        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3911           == or !=.  In the last case:
3913             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3915           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3916           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3917        (cmp @0 @1)))
3918      (if ((cmp == LT_EXPR
3919            || cmp == LE_EXPR
3920            || cmp == GT_EXPR
3921            || cmp == GE_EXPR)
3922           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3923           /* Give up for -frounding-math.  */
3924           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
3925       (with
3926        {
3927          REAL_VALUE_TYPE c2;
3928          enum tree_code ncmp = cmp;
3929          const real_format *fmt
3930            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
3931          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3932                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3933          real_convert (&c2, fmt, &c2);
3934          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
3935             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
3936          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
3937            {
3938              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
3939                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
3940              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
3941                ncmp = ERROR_MARK;
3942              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3943                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
3944                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
3945              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3946                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
3947                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
3948              else
3949                {
3950                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
3951                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
3952                     to be adjusted.  */
3953                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
3954                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3955                    tow = dconst0;
3956                  else
3957                    real_inf (&tow);
3958                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
3959                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
3960                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
3961                    ncmp = ERROR_MARK;
3962                  else
3963                    {
3964                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
3965                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
3966                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
3967                        ncmp = ERROR_MARK;
3968                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
3969                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
3970                        c2 = c2alt;
3971                    }
3972                }
3973            }
3974        }
3975        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3976         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3977          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3978          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3979           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3980           { constant_boolean_node (false, type); })
3981          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3982          (if (ncmp != ERROR_MARK)
3983           (if (ncmp == GE_EXPR)
3984            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3985            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3986         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
3987         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3988          (switch
3989           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3990              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3991           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3992            { constant_boolean_node (true, type); })
3993           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3994              don't care about NaNs.  */
3995           (if (! HONOR_NANS (@0))
3996            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3997           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3998              don't care about Infinities.  */
3999           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4000            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4001           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4002           (if (GENERIC)
4003            (truth_andif
4004             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4005             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4006          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4007          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4008           (if (ncmp == LT_EXPR)
4009            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4010            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4011           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4012           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4013            (if (ncmp == LT_EXPR)
4014             (truth_andif
4015              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4016              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4017             (truth_andif
4018              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4019              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4020    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4021    (simplify
4022     (cmp (sq @0) (sq @1))
4023       (if (! HONOR_NANS (@0))
4024         (cmp @0 @1))))))
4026 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4027 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4028      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4029  (simplify
4030   (cmp (float@0 @1) (float @2))
4031    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4032         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4033     (with
4034      {
4035        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
4036        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4037        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
4038        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
4039        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
4040      }
4041      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
4042           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
4043       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
4044        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
4045        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
4046             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
4047         (icmp @1 (convert @2))
4048         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
4049              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
4050          (icmp (convert:type2 @1) @2)
4051          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
4052               && type1_signed_p == type2_signed_p)
4053           (icmp @1 @2))))))))))
4055 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
4056 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
4057      icmp (le le eq ne ge ge)
4058  (simplify
4059   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
4060    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4061         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4062     (with
4063      {
4064        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4065        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
4066        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4067        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
4068           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
4069           TODO: relax under -fno-trapping-math or
4070           -fno-signaling-nans.  */
4071        bool exception_p
4072          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
4073                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
4074      }
4075      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
4076         -fno-trapping-math.  */
4077      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
4078       (with
4079        {
4080          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
4081          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
4082          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
4083          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
4085          REAL_VALUE_TYPE icst;
4086          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4087            real_ceil (&icst, fmt, cst);
4088          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4089            real_floor (&icst, fmt, cst);
4090          else
4091            real_trunc (&icst, fmt, cst);
4093          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
4095          bool overflow_p = false;
4096          wide_int icst_val
4097            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
4098        }
4099        (switch
4100         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
4101         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
4102          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4103                                   type); })
4104         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
4105          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4106                                   type); })
4107         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
4108         (if (cst_int_p)
4109          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
4110                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
4111         )
4112         /* When CST is fractional, optimize
4113             (FTYPE) N == CST -> 0
4114             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
4115         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4116          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4117         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
4118         (with
4119          {
4120            gcc_checking_assert (!overflow_p);
4121          }
4122          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
4124 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
4125 (for cmp (eq ne)
4126  (simplify
4127   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
4128   (if (!integer_zerop (@1))
4129    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
4130     (cmp @0 @2)
4131     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4132      (with
4133       {
4134         wi::overflow_type ovf;
4135         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4136                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4137       }
4138       (if (ovf)
4139        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4140        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
4141 (for cmp (lt le gt ge)
4142  (simplify
4143   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4144   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4145    (with
4146     {
4147       wi::overflow_type ovf;
4148       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4149                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4150     }
4151     (if (ovf)
4152      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
4153                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
4154                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
4155      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
4157 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
4159    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
4160    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
4161    multiplication computed modulo 2^size.
4162    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
4163 (for cmp  (lt le gt ge)
4164      cmp2 (ge ge lt lt)
4165  (simplify
4166   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4167   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
4168        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4169        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4170    (with
4171     {
4172       tree utype = TREE_TYPE (@2);
4173       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
4174       wide_int right = wi::to_wide (@2);
4175       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4176       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4177       bool small = wi::leu_p (right, smax);
4178       bool large = wi::geu_p (right, smin);
4179     }
4180     (if (small || large)
4181      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
4182      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
4184 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
4185 (simplify
4186  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
4187  (if (types_match (@0, @1))
4188   (unordered @0 @1)))
4189 (simplify
4190  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
4191  (if (types_match (@0, @1))
4192   (ordered @0 @1)))
4193 (simplify
4194  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
4195  @2)
4196 (simplify
4197  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
4198  @2)
4200 /* Simple range test simplifications.  */
4201 /* A < B || A >= B -> true.  */
4202 (for test1 (lt le le le ne ge)
4203      test2 (ge gt ge ne eq ne)
4204  (simplify
4205   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4206   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4207        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4208    { constant_boolean_node (true, type); })))
4209 /* A < B && A >= B -> false.  */
4210 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
4211      test2 (ge gt eq gt eq gt)
4212  (simplify
4213   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4214   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4215        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4216    { constant_boolean_node (false, type); })))
4218 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
4219    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
4221    Note that comparisons
4222      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
4223      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
4224    will be canonicalized to above so there's no need to
4225    consider them here.
4226  */
4228 (for cmp (le gt)
4229      eqcmp (eq ne)
4230  (simplify
4231   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4232   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4233    (with
4234     {
4235      tree ty = TREE_TYPE (@0);
4236      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
4237      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
4238      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
4239      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
4240     }
4241     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
4242          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
4243       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
4244              { build_zero_cst (ty); }))))))
4246 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
4247 (for cmp (tcc_comparison)
4248      scmp (swapped_tcc_comparison)
4249  (simplify
4250   (cmp (negate @0) (negate @1))
4251   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4252        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4253            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4254    (scmp @0 @1)))
4255  (simplify
4256   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4257   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4258        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4259            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4260    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
4261     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4262      (scmp @0 { tem; }))))))
4264 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
4265 (for op (eq ne)
4266  (simplify
4267   (op (abs @0) zerop@1)
4268   (op @0 @1)))
4270 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
4271    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
4272 (for cmp (simple_comparison)
4273  (simplify
4274   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
4275   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4276        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
4277           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
4278        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
4279             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4280                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
4281                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
4282                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
4283        && single_use (@0))
4284    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4285         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4286             || @1 != @10)
4287         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4288             || cmp == NE_EXPR
4289             || cmp == EQ_EXPR)
4290         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
4291     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
4292        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
4293        constant which fold_convert produces.  */
4294     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4295      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
4296                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
4297      (cmp @00 (convert @1)))
4299     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
4300      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
4301      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4302            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4303            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4304                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
4305           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
4306               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
4307                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
4308                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4309                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
4310               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4311                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4312                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
4313       (cmp @00 (convert @10))
4314       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4315            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4316            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
4317        (with
4318         {
4319           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4320           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4321           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
4322           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
4323         }
4324         (if (above || below)
4325          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4326           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
4327           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4328            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
4329            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4330             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
4332 (for cmp (eq ne)
4333  (simplify
4334   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
4335   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
4336   (with
4337    { poly_int64 off; tree base; }
4338    /* A local variable can never be pointed to by
4339       the default SSA name of an incoming parameter.  */
4340    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
4341         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
4342         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
4343         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
4344         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
4345     (if (cmp == NE_EXPR)
4346      { constant_boolean_node (true, type); }
4347      { constant_boolean_node (false, type); })
4348     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
4349     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
4350          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
4351          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
4352      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
4353       (if (known_ne (off, 0))
4354        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4355        (if (known_eq (off, 0))
4356         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
4358 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
4359 (for cmp (eq ne)
4361  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
4362     Similarly for NE_EXPR.  */
4363  (simplify
4364   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4365   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
4366        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
4367    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4369  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
4370  (simplify
4371   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
4372   (cmp @0 @1))
4374  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
4375     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
4376  (simplify
4377   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
4378   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
4380  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
4381  (simplify
4382   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4383   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
4384    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
4386  (simplify
4387   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
4388   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
4389    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4391  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
4392  (simplify
4393   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
4394   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
4396 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
4397    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4398    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
4399    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4400 (for cmp (eq ne)
4401      ncmp (ge lt)
4402  (for sgncmp (ge lt)
4403   (simplify
4404    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
4405    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4406         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4407         && types_match (@0, @1))
4408     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
4409 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4410    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4411 (for cmp (eq ne)
4412      ncmp (lt ge)
4413  (simplify
4414   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
4415    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4416         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4417         && types_match (@0, @1))
4418     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
4420 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
4421    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
4422 (for cmp (eq ne)
4423      icmp (ne eq)
4424  (simplify
4425   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
4426   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4428 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
4429    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
4430 (simplify
4431  (cond
4432   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
4433   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
4434  (if (integer_pow2p (@2))
4435   (with {
4436      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
4437                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
4438    }
4439    (if (shift > 0)
4440     (bit_and
4441      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
4442     (bit_and
4443      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
4444      @2)))))
4446 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
4447    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
4448 (for cmp (eq ne)
4449      ncmp (ge lt)
4450  (simplify
4451   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
4452   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4453        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4454        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
4455        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
4456    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4457     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
4459 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
4460    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
4461 (simplify
4462  (cond
4463   (lt @0 integer_zerop)
4464   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
4465  (if (integer_pow2p (@1)
4466       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4467   (with {
4468     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
4469    }
4470    (if (shift >= 0)
4471     (bit_and
4472      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
4473      @1)
4474     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
4475        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
4476     (bit_and (convert @0) @1)))))
4478 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
4479    This implements some remaining parts of fold_comparison address
4480    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
4481    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
4482 (for cmp (simple_comparison)
4483  (simplify
4484   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
4485   (with
4486    {
4487      poly_int64 off0, off1;
4488      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
4489      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
4490      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
4491        {
4492          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
4493          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
4494        }
4495      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
4496        {
4497          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
4498          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
4499        }
4500    }
4501    (if (base0 && base1)
4502     (with
4503      {
4504        int equal = 2;
4505        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
4506           the value expressions might point to fields/elements
4507           of other vars etc.  */
4508        if (GENERIC
4509            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
4510                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
4511          ;
4512        else if (decl_in_symtab_p (base0)
4513                 && decl_in_symtab_p (base1))
4514          equal = symtab_node::get_create (base0)
4515                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
4516        else if ((DECL_P (base0)
4517                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
4518                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
4519                 && (DECL_P (base1)
4520                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
4521                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
4522          equal = (base0 == base1);
4523        if (equal == 0)
4524          {
4525            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
4526            off0.is_constant (&ioff0);
4527            off1.is_constant (&ioff1);
4528            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
4529                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
4530                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
4531                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
4532                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
4533                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
4534                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
4535                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
4536                       will not end up being string-merged.  */
4537                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
4538                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
4539                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
4540                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
4541              ;
4542            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
4543              equal = 2;
4544            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
4545              equal = 2;
4546            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
4547               valid equalities where one pointer is the offset zero
4548               of one object and the other to one past end of another one.  */
4549            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
4550              ;
4551            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
4552               variables.  */
4553            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
4554              ;
4555            else
4556              {
4557                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
4558                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
4559                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
4560                   punt.  */
4561                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
4562                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
4563                  equal = 2;
4564                else
4565                  {
4566                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
4567                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
4568                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
4569                       of one object and the other is pointing to one past the
4570                       last byte of the other object, punt.  */
4571                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
4572                      equal = 2;
4573                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
4574                      equal = 2;
4575                    /* If both offsets are the same, there are some cases
4576                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
4577                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
4578                    if (equal == 2
4579                        && known_eq (off0, off1)
4580                        && (known_ne (off0, 0)
4581                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
4582                      equal = 0;
4583                  }
4584              }
4585          }
4586      }
4587      (if (equal == 1
4588           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4589               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
4590               || known_eq (off0, off1)
4591               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4592                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
4593               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4594                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
4595       (switch
4596        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4597         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
4598        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4599         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
4600        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
4601         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
4602        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
4603         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
4604        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
4605         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
4606        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
4607         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
4608       (if (equal == 0)
4609         (switch
4610          (if (cmp == EQ_EXPR)
4611           { constant_boolean_node (false, type); })
4612          (if (cmp == NE_EXPR)
4613           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
4615 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
4616 (for neeq (ne eq)
4617  (simplify
4618   (neeq @0 @1)
4619   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4620        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
4621    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
4623 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
4624    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
4625    Disable the transform if either operand is pointer to function.
4626    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
4627    canonicalizaion is not wanted.  */
4629 (for cmp (ne eq)
4630  (simplify
4631   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
4632   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4633          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4634          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4635         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4636             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4637             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4638        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
4639    (cmp @0 (convert @1)))))
4641 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
4642 (for cmp (lt gt le ge)
4643  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
4644     the specified precision will have known values.  */
4645  (simplify
4646   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
4647   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4648         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4649         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4650        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
4651    (with
4652     {
4653       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
4654       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
4655       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
4656       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
4657       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
4658       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
4659     }
4660     (switch
4661      (if (wi::to_wide (cst) == max)
4662       (switch
4663        (if (cmp == GT_EXPR)
4664         { constant_boolean_node (false, type); })
4665        (if (cmp == GE_EXPR)
4666         (eq @2 @1))
4667        (if (cmp == LE_EXPR)
4668         { constant_boolean_node (true, type); })
4669        (if (cmp == LT_EXPR)
4670         (ne @2 @1))))
4671      (if (wi::to_wide (cst) == min)
4672       (switch
4673        (if (cmp == LT_EXPR)
4674         { constant_boolean_node (false, type); })
4675        (if (cmp == LE_EXPR)
4676         (eq @2 @1))
4677        (if (cmp == GE_EXPR)
4678         { constant_boolean_node (true, type); })
4679        (if (cmp == GT_EXPR)
4680         (ne @2 @1))))
4681      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
4682       (switch
4683        (if (cmp == GT_EXPR)
4684         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4685                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4686                                                       wi::to_wide (cst)
4687                                                       + 1)); }))
4688        (if (cmp == LE_EXPR)
4689         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4690                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4691                                                       wi::to_wide (cst)
4692                                                       + 1)); }))))
4693      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
4694       (switch
4695        (if (cmp == GE_EXPR)
4696         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4697                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4698                                                       wi::to_wide (cst)
4699                                                       - 1)); }))
4700        (if (cmp == LT_EXPR)
4701         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4702                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4703                                                       wi::to_wide (cst)
4704                                                       - 1)); }))))
4705      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
4706           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
4707           /* We will flip the signedness of the comparison operator
4708              associated with the mode of @1, so the sign bit is
4709              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
4710              max associated with this sign bit.  */
4711           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
4712           /* signed_type does not work on pointer types.  */
4713           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
4714       /* The following case also applies to X < signed_max+1
4715          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
4716       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4717        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
4718         (switch
4719          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
4720           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4721          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
4722           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4723          (if (cmp == LE_EXPR)
4724           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4725          (if (cmp == GT_EXPR)
4726           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
4728 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4729  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
4730  (simplify
4731   (cmp @0 REAL_CST@1)
4732   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4733        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
4734    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
4735                             ? false : true, type); })))
4737 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
4738 (simplify
4739  (ne @0 integer_zerop)
4740  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4741       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4742   (non_lvalue @0)))
4743 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
4744 (simplify
4745  (eq @0 integer_onep)
4746  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4747       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4748   (non_lvalue @0)))
4749 /* Do not handle
4750    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4751    bool_var != 1 becomes !bool_var
4752    here because that only is good in assignment context as long
4753    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4754    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4755    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4757 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4758    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4759    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4760    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
4761 (for cmp (lt le ge gt)
4762      out (gt gt le le)
4763  (simplify
4764   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
4765   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4766        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4767        && wi::to_wide (@1) != 0
4768        && single_use (@2))
4769    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
4770     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4771                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
4772                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4774 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4775    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4776    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4777 (for cmp (gt le)
4778  (simplify
4779   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4780   (if (single_use (@2)
4781        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4782        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4783        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4784    (cmp @1 @0))))
4786 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4787 /* A - B > A  */
4788 (for cmp (gt le)
4789      out (ne eq)
4790  (simplify
4791   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4792   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4793        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4794    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4795 /* A + B < A  */
4796 (for cmp (lt ge)
4797      out (ne eq)
4798  (simplify
4799   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4800   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4801        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4802    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4804 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
4805    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4806 (for cmp (lt ge)
4807      out (ne eq)
4808  (simplify
4809   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
4810   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4811    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4812     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4814 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
4815    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
4816    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4817 (for cmp (eq ne)
4818  (simplify
4819   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
4820        integer_zerop)
4821   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4822        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
4823        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4824        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
4825            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4826        && tree_fits_uhwi_p (@2)
4827        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4828        && types_match (@0, @1)
4829        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4830        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
4831            != CODE_FOR_nothing))
4832    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4833     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4835 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
4836    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
4837    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
4838    section that follows this one.
4840    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
4841    the following:
4843    - the rule describes an identity
4845    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
4846      multiplication
4848    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
4849      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
4850      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
4851      when the operand has that value.)  */
4853 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4854  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
4855  (simplify
4856   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
4857   (if (!HONOR_SNANS (type))
4858    @0))
4860  (for op (plus minus)
4861   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
4862   (simplify
4863    (op (rdiv @0 @1)
4864        (rdiv @2 @1))
4865    (rdiv (op @0 @2) @1)))
4867  (for cmp (lt le gt ge)
4868       neg_cmp (gt ge lt le)
4869   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
4870   (simplify
4871    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4872    (with
4873     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
4874     (if (tem
4875          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
4876               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
4877      (switch
4878       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4879        (cmp @0 { tem; }))
4880       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4881        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
4883  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
4884  (for root (SQRT CBRT)
4885   (simplify
4886    (mult (root:s @0) (root:s @1))
4887     (root (mult @0 @1))))
4889  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
4890  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4891   (simplify
4892    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
4893     (exps (plus @0 @1))))
4895  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
4896  (for root (SQRT CBRT)
4897   (simplify
4898    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
4899     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
4901  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
4902  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4903   (simplify
4904    (rdiv @0 (exps:s @1))
4905     (mult @0 (exps (negate @1)))))
4907  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4908       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4909   /* logN(expN(x)) -> x.  */
4910   (simplify
4911    (logs (exps @0))
4912    @0)
4913   /* expN(logN(x)) -> x.  */
4914   (simplify
4915    (exps (logs @0))
4916    @0))
4918  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
4919     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
4920     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
4921  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
4922       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
4923   (simplify
4924    (logs (exps @0))
4925    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4926     (with {
4927       tree x;
4928       switch (exps)
4929         {
4930         CASE_CFN_EXP:
4931           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
4932           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
4933           break;
4934         CASE_CFN_EXP2:
4935           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
4936           x = build_real (type, dconst2);
4937           break;
4938         CASE_CFN_EXP10:
4939         CASE_CFN_POW10:
4940           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
4941           {
4942             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
4943             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
4944             x = build_real (type, dconst10);
4945           }
4946           break;
4947         default:
4948           gcc_unreachable ();
4949         }
4950       }
4951      (mult (logs { x; }) @0)))))
4953  (for logs (LOG LOG
4954             LOG2 LOG2
4955             LOG10 LOG10)
4956       exps (SQRT CBRT)
4957   (simplify
4958    (logs (exps @0))
4959    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4960     (with {
4961       tree x;
4962       switch (exps)
4963         {
4964         CASE_CFN_SQRT:
4965           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
4966           x = build_real (type, dconsthalf);
4967           break;
4968         CASE_CFN_CBRT:
4969           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
4970           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
4971           break;
4972         default:
4973           gcc_unreachable ();
4974         }
4975       }
4976      (mult { x; } (logs @0))))))
4978  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4979  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4980       pows (POW)
4981   (simplify
4982    (logs (pows @0 @1))
4983    (mult @1 (logs @0))))
4985  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4986     or if C is a positive power of 2,
4987     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4988 #if GIMPLE
4989  (for pows (POW)
4990       exps (EXP)
4991       logs (LOG)
4992       exp2s (EXP2)
4993       log2s (LOG2)
4994   (simplify
4995    (pows REAL_CST@0 @1)
4996    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4997         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4998         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4999            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5000            beneficial for all constants to postpone this until later,
5001            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5002            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5003            pessimization.  */
5004         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5005     (with {
5006        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5007        bool use_exp2 = false;
5008        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
5009            && value->cl == rvc_normal)
5010          {
5011            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5012            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
5013            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
5014              use_exp2 = true;
5015          }
5016      }
5017      (if (!use_exp2)
5018       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
5019        (exps (mult (logs @0) @1)))
5020       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
5021 #endif
5023  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
5024  (for pows (POW)
5025       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5026       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5027   (simplify
5028    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
5029    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5030         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5031     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
5033  (for sqrts (SQRT)
5034       cbrts (CBRT)
5035       pows (POW)
5036       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5037   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
5038   (simplify
5039    (sqrts (exps @0))
5040    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
5041   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
5042   (simplify
5043    (cbrts (exps @0))
5044    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5045   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
5046   (simplify
5047    (pows (exps @0) @1)
5048    (exps (mult @0 @1))))
5050  /* tan(atan(x)) -> x.  */
5051  (for tans (TAN)
5052       atans (ATAN)
5053   (simplify
5054    (tans (atans @0))
5055    @0)))
5057  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
5058  (for sins (SIN)
5059       atans (ATAN)
5060       sqrts (SQRT)
5061       copysigns (COPYSIGN)
5062   (simplify
5063    (sins (atans:s @0))
5064    (with
5065      {
5066       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5067       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5068       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5069       tree t_one = build_one_cst (type);
5070      }
5071     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5072      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5073       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5074       (copysigns { t_one; } @0))))))
5076 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
5077  (for coss (COS)
5078       atans (ATAN)
5079       sqrts (SQRT)
5080       copysigns (COPYSIGN)
5081   (simplify
5082    (coss (atans:s @0))
5083    (with
5084      {
5085       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5086       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5087       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5088       tree t_one = build_one_cst (type);
5089       tree t_zero = build_zero_cst (type);
5090      }
5091     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5092      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5093       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5094       (copysigns { t_zero; } @0))))))
5096  (if (!flag_errno_math)
5097   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
5098   (for sinhs (SINH)
5099        atanhs (ATANH)
5100        sqrts (SQRT)
5101    (simplify
5102     (sinhs (atanhs:s @0))
5103     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5104     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
5106   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
5107   (for coshs (COSH)
5108        atanhs (ATANH)
5109        sqrts (SQRT)
5110    (simplify
5111     (coshs (atanhs:s @0))
5112     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5113     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
5115 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
5116 (simplify
5117  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
5118  (abs @0))
5120 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
5121 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5122  (simplify
5123   (fns (fns @0))
5124   (fns @0)))
5125 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
5126 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5127  (simplify
5128   (fns integer_valued_real_p@0)
5129   @0))
5131 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
5132 (simplify
5133  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
5134  (abs @0))
5136 /* pow(1,x) -> 1.  */
5137 (simplify
5138  (POW real_onep@0 @1)
5139  @0)
5141 (simplify
5142  /* copysign(x,x) -> x.  */
5143  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
5144  @0)
5146 (simplify
5147  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
5148  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
5149  (abs @0))
5151 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
5152  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
5153  (simplify
5154   (scale real_zerop@0 @1)
5155   @0)
5156  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
5157  (simplify
5158   (scale @0 integer_zerop@1)
5159   @0)
5160  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
5161  (simplify
5162   (scale REAL_CST@0 @1)
5163   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5164    @0)))
5166 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
5167    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
5169    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
5170    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
5171    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
5172    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
5174 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
5175  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
5176  (simplify
5177   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
5178    (SIN @0))
5180  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
5181  (simplify
5182   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
5183   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5184    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
5186  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
5187  (simplify
5188   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
5189    (TAN @0))
5191  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
5192  (simplify
5193   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
5194    (TANH @0))
5196  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
5197  (simplify
5198   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
5199    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
5201  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
5202  (simplify
5203   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
5204   (if (! HONOR_NANS (@0)
5205        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5206    (COS @0)))
5208  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
5209  (simplify
5210   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
5211   (if (! HONOR_NANS (@0)
5212        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5213    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
5215  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
5216  (simplify
5217   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
5218    (POW @0 (plus @1 @2)))
5220  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
5221  (simplify
5222   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
5223    (POW (mult @0 @2) @1))
5225  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
5226  (simplify
5227   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
5228    (POWI (mult @0 @2) @1))
5230  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
5231  (simplify
5232   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
5233   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5234    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
5236  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
5237  (simplify
5238   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
5239    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
5241  (for sqrts (SQRT)
5242       cbrts (CBRT)
5243       pows (POW)
5244   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
5245   (simplify
5246    (sqrts (sqrts @0))
5247    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
5248   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5249   (simplify
5250    (sqrts (cbrts @0))
5251    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5252   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5253   (simplify
5254    (cbrts (sqrts @0))
5255    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5256   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
5257   (simplify
5258    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
5259    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
5260   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
5261   (simplify
5262    (sqrts (pows @0 @1))
5263    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5264   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
5265   (simplify
5266    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
5267    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5268   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
5269   (simplify
5270    (pows (sqrts @0) @1)
5271    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5272   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
5273   (simplify
5274    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
5275    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5276   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
5277   (simplify
5278    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
5279    (pows @0 (mult @1 @2))))
5281  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5282  (simplify
5283   (CABS (complex @0 @0))
5284   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5286  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5287  (simplify
5288   (HYPOT @0 @0)
5289   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5291  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
5292  (for cexps (CEXP)
5293       exps (EXP)
5294       cexpis (CEXPI)
5295   (simplify
5296    (cexps compositional_complex@0)
5297    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
5298     (complex
5299      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
5300      (mult @1 (imagpart @2)))))))
5302 (if (canonicalize_math_p ())
5303  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
5304  (for floors (FLOOR_ALL)
5305       truncs (TRUNC_ALL)
5306   (simplify
5307    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5308    (truncs @0))))
5310 (match double_value_p
5311  @0
5312  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
5313 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
5314             BUILT_IN_FLOORL
5315             BUILT_IN_CEILL
5316             BUILT_IN_ROUNDL
5317             BUILT_IN_NEARBYINTL
5318             BUILT_IN_RINTL)
5319      tos (BUILT_IN_TRUNC
5320           BUILT_IN_FLOOR
5321           BUILT_IN_CEIL
5322           BUILT_IN_ROUND
5323           BUILT_IN_NEARBYINT
5324           BUILT_IN_RINT)
5325  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
5326  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5327   (simplify
5328    (froms (convert double_value_p@0))
5329    (convert (tos @0)))))
5331 (match float_value_p
5332  @0
5333  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
5334 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
5335             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
5336             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
5337             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
5338             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
5339             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
5340      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
5341           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
5342           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
5343           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
5344           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
5345           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
5346  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
5347     if x is a float.  */
5348  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
5349       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
5350   (simplify
5351    (froms (convert float_value_p@0))
5352    (convert (tos @0)))))
5354 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
5355      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5356  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
5357  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5358   (simplify
5359    (froms (convert double_value_p@0))
5360    (tos @0))))
5362 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
5363             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5364      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
5365  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
5366     if x is a float.  */
5367  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5368   (simplify
5369    (froms (convert float_value_p@0))
5370    (tos @0))))
5372 (if (canonicalize_math_p ())
5373  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
5374  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
5375   (simplify
5376    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5377    (fix_trunc @0))))
5379 (if (canonicalize_math_p ())
5380  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5381  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
5382            ICEIL LCEIL LLCEIL
5383            IROUND LROUND LLROUND)
5384   (simplify
5385    (fns integer_valued_real_p@0)
5386    (fix_trunc @0)))
5387  (if (!flag_errno_math)
5388   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5389   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
5390    (simplify
5391     (rints integer_valued_real_p@0)
5392     (fix_trunc @0)))))
5394 (if (canonicalize_math_p ())
5395  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
5396       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
5397       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
5398   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
5399      sizeof (int) == sizeof (long).  */
5400   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
5401        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5402    (simplify
5403     (ifn @0)
5404     (lfn:long_integer_type_node @0)))
5405   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
5406      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
5407   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
5408        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5409    (simplify
5410     (llfn @0)
5411     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
5413 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
5414 (simplify
5415  (CPROJ @0)
5416  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
5417    @0))
5419 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
5420    nonnegative, return (inf + 0i).  */
5421 (simplify
5422  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
5423  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5424   { build_complex_inf (type, false); }))
5426 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
5427 (simplify
5428  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
5429  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5430   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
5432 (for pows (POW)
5433      sqrts (SQRT)
5434      cbrts (CBRT)
5435  (simplify
5436   (pows @0 REAL_CST@1)
5437   (with {
5438     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5439     REAL_VALUE_TYPE tmp;
5440    }
5441    (switch
5442     /* pow(x,0) -> 1.  */
5443     (if (real_equal (value, &dconst0))
5444      { build_real (type, dconst1); })
5445     /* pow(x,1) -> x.  */
5446     (if (real_equal (value, &dconst1))
5447      @0)
5448     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
5449     (if (real_equal (value, &dconstm1))
5450      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
5451     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
5452     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5453          && canonicalize_math_p ()
5454          && real_equal (value, &dconsthalf))
5455      (sqrts @0))
5456     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
5457     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5458          && canonicalize_math_p ()
5459          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
5460              real_equal (value, &tmp)))
5461      (cbrts @0))))))
5463 /* powi(1,x) -> 1.  */
5464 (simplify
5465  (POWI real_onep@0 @1)
5466  @0)
5468 (simplify
5469  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
5470  (switch
5471   /* powi(x,0) -> 1.  */
5472   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
5473    { build_real (type, dconst1); })
5474   /* powi(x,1) -> x.  */
5475   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
5476    @0)
5477   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
5478   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
5479    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
5481 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
5483    These are conceptually similar to the transformations performed for
5484    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
5485    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
5487 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
5488    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
5489    is the widest mode from all of these.  */
5490 (for op (plus minus mult rdiv)
5491  (simplify
5492    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
5493    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
5494       both operands are widening conversions from the same type as the outer
5495       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
5496       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
5497       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
5498    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5499         && op != MULT_EXPR
5500         && op != RDIV_EXPR
5501         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5502            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
5503         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5504         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5505         /* The precision of the type of each operand must match the
5506            precision of the mode of each operand, similarly for the
5507            result.  */
5508         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5509         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
5510         && type_has_mode_precision_p (type)
5511         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5512         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
5513         && types_match (@1, type)
5514         && (types_match (@1, @2)
5515             /* Or the second operand is const integer or converted const
5516                integer from valueize.  */
5517             || TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST))
5518      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
5519        (op @1 (convert @2))
5520        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5521         (convert (op (convert:utype @1)
5522                      (convert:utype @2)))))
5523      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
5524           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5525                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
5526       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
5527               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
5528               tree itype = TREE_TYPE (@0);
5529               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
5530               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
5531               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
5532         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
5533              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
5534          (with { tree newtype = type;
5535                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
5536                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
5537                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
5538                    newtype = dfloat32_type_node;
5539                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
5540                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
5541                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
5542                    newtype = dfloat64_type_node;
5543                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
5544                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
5545                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
5546                    newtype = dfloat128_type_node; }
5547           (if ((newtype == dfloat32_type_node
5548                 || newtype == dfloat64_type_node
5549                 || newtype == dfloat128_type_node)
5550               && newtype == type
5551               && types_match (newtype, type))
5552             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
5553             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
5554                       newtype = ty1;
5555                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
5556                       newtype = ty2; }
5557                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
5558                   change results through affecting double rounding
5559                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
5560                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
5561                   + (long double)double) converted to
5562                   (float)(double + double), the transformation is
5563                   unsafe regardless of the details of the types
5564                   involved; double rounding can arise if the result
5565                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
5566                   between two representable TYPE values but the
5567                   exact value is sufficiently different (in the
5568                   right direction) for this difference to be
5569                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
5570                   same as TYPE, however, the transformation may be
5571                   safe depending on the types involved: it is safe
5572                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
5573                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
5574                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
5575                   exponent range for the product or ratio of two
5576                   values representable in the TYPE to be within the
5577                   range of normal values of ITYPE.  */
5578               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
5579                    && (flag_unsafe_math_optimizations
5580                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
5581                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
5582                                                            TYPE_MODE (type))
5583                            && !excess_precision_type (newtype)))
5584                    && !types_match (itype, newtype))
5585                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
5586                                    (convert:newtype @2)))
5587          )))) )
5588    ))
5591 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
5592    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
5593    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
5594    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
5595    arithmetic operation.  */
5596 (for op (minus plus)
5597  (simplify
5598   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
5599   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5600        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5601           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
5602        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5603        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5604        /* The precision of the type of each operand must match the
5605           precision of the mode of each operand, similarly for the
5606           result.  */
5607        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5608        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5609        && type_has_mode_precision_p (type)
5610        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5611        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5612        && types_match (@0, @1)
5613        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
5614            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5615        && (wi::to_wide (@4)
5616            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
5617                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
5618    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
5619     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
5620      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
5621     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5622      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
5623                (convert:utype @4))))))))
5625 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
5626    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
5627 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
5628      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
5629      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
5630  (simplify
5631   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
5632   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5633        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
5634    (op @0 (ext @1 @2)))))
5636 (simplify
5637  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
5638  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
5639  { integer_zero_node; })
5641 (simplify
5642  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
5643  (SIGNBIT @0)
5644  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
5645   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
5647 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
5648 (for cmp (eq ne)
5649  (for op (plus minus)
5650       rop (minus plus)
5651   (simplify
5652    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5653    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5654         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
5655         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
5656         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
5657     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5658      (if (TREE_OVERFLOW (res)
5659           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5660       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5661       (if (single_use (@3))
5662        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
5663                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
5664 (for cmp (lt le gt ge)
5665  (for op (plus minus)
5666       rop (minus plus)
5667   (simplify
5668    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5669    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5670         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5671     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5672      (if (TREE_OVERFLOW (res))
5673       {
5674         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5675                                 "when simplifying conditional to constant"),
5676                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
5677         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
5678         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
5679         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
5680                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
5681                         != (op == MINUS_EXPR);
5682         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
5683       }
5684       (if (single_use (@3))
5685        (with
5686         {
5687           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5688                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
5689                                   "X cmp C2 -+ C1"),
5690                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
5691         }
5692         (cmp @0 { res; })))))))))
5694 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
5696 (simplify
5697  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
5698  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
5700 (simplify
5701  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
5702  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
5704 (simplify
5705  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
5706  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
5707   (view_convert @0)))
5709 (simplify
5710  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
5711  (switch
5712   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
5713        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5714    (switch
5715     (if (integer_zerop (@2))
5716      (view_convert (realpart @0)))
5717     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5718      (view_convert (imagpart @0)))))
5719   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5720        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
5721        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
5722        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
5723        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
5724        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
5725             && integer_zerop (@2))
5726            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
5727               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
5728            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
5729                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
5730                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
5731                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
5732                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
5733                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5734                                             - TYPE_PRECISION (type))
5735                                          : 0)) == 0)))
5736    (convert @0))))
5738 /* Simplify vector extracts.  */
5740 (simplify
5741  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
5742  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5743       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5744           || (VECTOR_TYPE_P (type)
5745               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
5746   (with
5747    {
5748      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
5749                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
5750      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
5751      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
5752      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
5753      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
5754    }
5755    (if (n != 0
5756         && (idx % width) == 0
5757         && (n % width) == 0
5758         && known_le ((idx + n) / width,
5759                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
5760     (with
5761      {
5762        idx = idx / width;
5763        n = n / width;
5764        /* Constructor elements can be subvectors.  */
5765        poly_uint64 k = 1;
5766        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
5767          {
5768            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
5769            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
5770              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
5771          }
5772        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
5773      }
5774      (switch
5775       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
5776       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
5777        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
5778         { build_constructor (type, NULL); }
5779         (if (count == 1)
5780          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
5781           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
5782           { build_zero_cst (type); })
5783          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
5784             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
5785             uniform.  */
5786          (if (single_use (@0))
5787           {
5788             vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
5789             vec_alloc (vals, count);
5790             for (unsigned i = 0;
5791                  i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
5792               CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
5793                                       CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
5794             build_constructor (type, vals);
5795           }))))
5796       /* The bitfield references a single constructor element.  */
5797       (if (k.is_constant (&const_k)
5798            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
5799        (switch
5800         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
5801          { build_zero_cst (type); })
5802         (if (n == const_k)
5803          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
5804         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
5805                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
5807 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
5808    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
5809    not touching the extraction.  */
5810 (simplify
5811  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
5812  (with
5813   {
5814     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
5815     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5816       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
5817     else
5818       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
5819   }
5820   (switch
5821    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
5822         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
5823                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
5824     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
5825                                                  wi::to_wide (@rpos)
5826                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
5827    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
5828                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
5829         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
5830                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
5831     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
5833 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5834  (for fmas (FMA)
5835   (simplify
5836    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
5837    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5838   (simplify
5839    (fmas @0 @1 (negate @2))
5840    (IFN_FMS @0 @1 @2))
5841   (simplify
5842    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
5843    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5844   (simplify
5845    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
5846    (if (single_use (@3))
5847     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
5849  (simplify
5850   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
5851   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5852  (simplify
5853   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
5854   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5855  (simplify
5856   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
5857   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5858  (simplify
5859   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
5860    (if (single_use (@3))
5861     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
5863  (simplify
5864   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
5865   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5866  (simplify
5867   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
5868   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5869  (simplify
5870   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
5871   (IFN_FMS @0 @1 @2))
5872  (simplify
5873   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
5874   (if (single_use (@3))
5875    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
5877  (simplify
5878   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
5879   (IFN_FMS @0 @1 @2))
5880  (simplify
5881   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
5882   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5883  (simplify
5884   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
5885   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5886  (simplify
5887   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
5888   (if (single_use (@3))
5889    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
5891 /* POPCOUNT simplifications.  */
5892 (for popcount (BUILT_IN_POPCOUNT BUILT_IN_POPCOUNTL BUILT_IN_POPCOUNTLL
5893                BUILT_IN_POPCOUNTIMAX)
5894   /* popcount(X&1) is nop_expr(X&1).  */
5895   (simplify
5896     (popcount @0)
5897     (if (tree_nonzero_bits (@0) == 1)
5898       (convert @0)))
5899   /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
5900   (simplify
5901     (plus (popcount:s @0) (popcount:s @1))
5902     (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
5903       (popcount (bit_ior @0 @1))))
5904   /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
5905   (for cmp (le eq ne gt)
5906        rep (eq eq ne ne)
5907     (simplify
5908       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
5909       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5911 #if GIMPLE
5912 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
5914    int popcount64c (uint64_t x)
5915    {
5916      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
5917      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
5918      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
5919      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
5920    }
5922    int popcount32c (uint32_t x)
5923    {
5924      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
5925      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
5926      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
5927      return (x * 0x01010101) >> 24;
5928    }  */
5929 (simplify
5930  (rshift
5931   (mult
5932    (bit_and
5933     (plus:c
5934      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
5935       (plus:c@8
5936        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
5937         (bit_and
5938          (rshift
5939           (minus@6 @0
5940            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
5941           INTEGER_CST@10)
5942          INTEGER_CST@9)))
5943     INTEGER_CST@3)
5944    INTEGER_CST@2)
5945   INTEGER_CST@1)
5946   /* Check constants and optab.  */
5947   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
5948           int shift = (64 - prec) & 63;
5949           unsigned HOST_WIDE_INT c1
5950             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
5951           unsigned HOST_WIDE_INT c2
5952             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
5953           unsigned HOST_WIDE_INT c3
5954             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
5955           unsigned HOST_WIDE_INT c4
5956             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
5957    }
5958    (if (prec >= 16
5959         && prec <= 64
5960         && pow2p_hwi (prec)
5961         && TYPE_UNSIGNED (type)
5962         && integer_onep (@4)
5963         && wi::to_widest (@10) == 2
5964         && wi::to_widest (@5) == 4
5965         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
5966         && tree_to_uhwi (@2) == c1
5967         && tree_to_uhwi (@3) == c2
5968         && tree_to_uhwi (@9) == c3
5969         && tree_to_uhwi (@7) == c3
5970         && tree_to_uhwi (@11) == c4
5971         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
5972                                            OPTIMIZE_FOR_BOTH))
5973     (convert (IFN_POPCOUNT:type @0)))))
5974 #endif
5976 /* Simplify:
5978      a = a1 op a2
5979      r = c ? a : b;
5981    to:
5983      r = c ? a1 op a2 : b;
5985    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
5986    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
5987    simplification if the result of the operation isn't needed.
5989    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
5990    on targets that might not support them.  Any target implementing
5991    conditional internal functions must support the same comparisons
5992    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
5994 #if GIMPLE
5995 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
5996      cond_op (COND_BINARY)
5997  (simplify
5998   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
5999   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6000    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6001         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6002     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
6003  (simplify
6004   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
6005   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6006    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6007         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6008     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
6010 /* Same for ternary operations.  */
6011 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
6012      cond_op (COND_TERNARY)
6013  (simplify
6014   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
6015   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6016    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6017         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6018     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
6019  (simplify
6020   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
6021   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6022    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6023         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6024     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
6025                   (view_convert:op_type @1)))))))
6026 #endif
6028 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
6029    "else" value of an IFN_COND_*.  */
6030 (for cond_op (COND_BINARY)
6031  (simplify
6032   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
6033   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
6034    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6035     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
6036  (simplify
6037   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
6038   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6039    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6040         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6041     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
6043 /* Same for ternary operations.  */
6044 (for cond_op (COND_TERNARY)
6045  (simplify
6046   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
6047   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6048    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6049     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
6050  (simplify
6051   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
6052   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
6053    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6054         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6055     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
6057 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
6058    expressions like:
6060    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
6061    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
6063    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
6064    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
6065    bytes.  A is more efficiently tested as:
6067    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
6069    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
6071    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
6073    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
6075    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
6076    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
6078    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
6079    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
6080    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
6081    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
6082    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
6083    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
6084    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
6085    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
6086    pointer_pluses dead.  */
6087 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
6088  (for cmp (le lt)
6089   (simplify
6090    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
6091         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
6092    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
6093         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
6094         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
6095     /* Calculate the rhs constant.  */
6096     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
6097             offset_int rhs = off * 2; }
6098      /* Always fails for negative values.  */
6099      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
6100       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
6101          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
6102          same pointer_plus in multiple checks.  */
6103       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
6104               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
6105        (if (cmp == LT_EXPR)
6106         (gt (convert:sizetype
6107              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
6108                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
6109             { rhs_tree; })
6110         (gt (convert:sizetype
6111              (pointer_diff:ssizetype
6112               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
6113                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
6114               { swap_p ? @0 : @2; }))
6115             { rhs_tree; })))))))))
6117 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
6118    element of @1.  */
6119 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
6120  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
6121   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
6122    (if (i >= 0)
6123     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
6124             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
6125             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
6126             tree size = bitsize_int (elt_bits);
6127             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
6128      (view_convert
6129       (bit_and:elt_type
6130        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
6131        { elt; })))))))
6133 (simplify
6134  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
6135  (with
6136   {
6137     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
6139     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
6140     vec_perm_builder builder;
6141     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
6142       return NULL_TREE;
6144     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
6145     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
6146     bool single_arg = (op0 == op1);
6147     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
6148   }
6149   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
6150    { op0; }
6151    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
6152     { op1; }
6153     (with
6154      {
6155        if (!single_arg)
6156          {
6157            if (sel.all_from_input_p (0))
6158              op1 = op0;
6159            else if (sel.all_from_input_p (1))
6160              {
6161                op0 = op1;
6162                sel.rotate_inputs (1);
6163              }
6164            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
6165              {
6166                std::swap (op0, op1);
6167                sel.rotate_inputs (1);
6168              }
6169          }
6170        gassign *def;
6171        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
6172        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
6173            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
6174            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6175          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
6176        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
6177            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
6178            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6179          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
6181        tree t;
6182     }
6183     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6184           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
6185          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6186              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
6187          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
6188      { t; }
6189      (with
6190       {
6191         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
6192         tree ins = NULL_TREE;
6193         unsigned at = 0;
6195         /* See if the permutation is performing a single element
6196            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
6197            in that case.  But only if the vector mode is supported,
6198            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
6199         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
6200             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6201                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
6202                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6203                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
6204           {
6205             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
6206             if (insert_first_p)
6207               {
6208                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
6209                    first vector we only can insert the first elt from
6210                    the first vector.  */
6211                 at = 0;
6212                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
6213                   op0 = op1;
6214               }
6215             /* The above can fail for two-element vectors which always
6216                appear to insert the first element, so try inserting
6217                into the second lane as well.  For more than two
6218                elements that's wasted time.  */
6219             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
6220               {
6221                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
6222                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
6223                   if (maybe_ne (sel[at], at))
6224                     break;
6225                 if (at < encoded_nelts
6226                     && (known_eq (at + 1, nelts)
6227                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
6228                   {
6229                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
6230                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
6231                     else
6232                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
6233                   }
6234               }
6235           }
6237         /* Generate a canonical form of the selector.  */
6238         if (!ins && sel.encoding () != builder)
6239           {
6240             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
6241                argument permutation while still allowing an equivalent
6242                2-argument version.  */
6243             tree oldop2 = op2;
6244             if (sel.ninputs () == 2
6245                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
6246               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6247             else
6248               {
6249                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
6250                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
6251                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
6252                 else
6253                   /* Not directly supported with either encoding,
6254                      so use the preferred form.  */
6255                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6256               }
6257             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
6258               changed = true;
6259           }
6260       }
6261       (if (ins)
6262        (bit_insert { op0; } { ins; }
6263          { bitsize_int (at * tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))); })
6264        (if (changed)
6265         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
6267 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
6269 (match vec_same_elem_p
6270  @0
6271  (if (uniform_vector_p (@0))))
6273 (match vec_same_elem_p
6274  (vec_duplicate @0))
6276 (simplify
6277  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
6278  @0)
6280 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
6281    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
6282    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
6283    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
6284    to the number of trailing zeroes.  */
6285 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
6286   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))