2016-11-22 Bernd Edlinger <bernd.edlinger@hotmail.de>
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob36270d0b1080ce5cc9212a28d25751f5062e262c
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) 2014-2016 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    integer_valued_real_p
35    integer_pow2p
36    HONOR_NANS)
38 /* Operator lists.  */
39 (define_operator_list tcc_comparison
40   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
41 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
42   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
43 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
44   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
45 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
46   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
47 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
48 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
50 #include "cfn-operators.pd"
52 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
53    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
54    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
56    Also define operand lists:
58      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
59      X<FN> for all double functions, in the same order
60      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
61 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
62   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
63                                  BUILT_IN_L##FN##F \
64                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
65   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
66                               BUILT_IN_L##FN \
67                               BUILT_IN_LL##FN) \
68   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
69                                  BUILT_IN_L##FN##L \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
72 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
77 /* Simplifications of operations with one constant operand and
78    simplifications to constants or single values.  */
80 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
81   (simplify
82     (op @0 integer_zerop)
83     (non_lvalue @0)))
85 /* 0 +p index -> (type)index */
86 (simplify
87  (pointer_plus integer_zerop @1)
88  (non_lvalue (convert @1)))
90 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
91    Likewise if the operands are reversed.  */
92 (simplify
93  (plus:c @0 real_zerop@1)
94  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
95   (non_lvalue @0)))
97 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
98 (simplify
99  (minus @0 real_zerop@1)
100  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Simplify x - x.
104    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
105    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
106    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
107    is volatile.  */
108 (simplify
109  (minus @0 @0)
110  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
111   { build_zero_cst (type); }))
113 (simplify
114  (mult @0 integer_zerop@1)
115  @1)
117 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
118    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
119    same in modes with signed zeros, since multiplying a
120    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
121 (simplify
122  (mult @0 real_zerop@1)
123  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
124   @1))
126 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
127    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
128 (simplify
129  (mult @0 real_onep)
130  (if (!HONOR_SNANS (type)
131       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
132           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
133   (non_lvalue @0)))
135 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
136 (simplify
137  (mult @0 real_minus_onep)
138   (if (!HONOR_SNANS (type)
139        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
140            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
141    (negate @0)))
143 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
144 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
145   (simplify
146     (op @0 integer_onep)
147     (non_lvalue @0)))
149 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
150    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
151    traps enables better optimizations than these anyway.  */
152 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
153  /* 0 / X is always zero.  */
154  (simplify
155   (div integer_zerop@0 @1)
156   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
157   (if (!integer_zerop (@1))
158    @0))
159   /* X / -1 is -X.  */
160  (simplify
161    (div @0 integer_minus_onep@1)
162    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
163     (negate @0)))
164  /* X / X is one.  */
165  (simplify
166   (div @0 @0)
167   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
168   (if (!integer_zerop (@0))
169    { build_one_cst (type); }))
170  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */ 
171  (simplify
172    (div:C @0 (abs @0))
173    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
174         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
175     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
176           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
177  /* X / -X is -1.  */
178  (simplify
179    (div:C @0 (negate @0))
180    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
181         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
182     { build_minus_one_cst (type); })))
184 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
185    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
186 (simplify
187  (floor_div @0 @1)
188  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
189       && TYPE_UNSIGNED (type))
190   (trunc_div @0 @1)))
192 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
193    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
194 (for div (trunc_div exact_div)
195  (simplify
196   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
197   (with {
198     bool overflow_p;
199     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
200    }
201    (if (!overflow_p)
202     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
203     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
204          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
205      { build_zero_cst (type); })))))
207 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
208    NaNs or Infinities.  */
209 (simplify
210  (rdiv @0 @0)
211  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
212       && ! HONOR_NANS (type)
213       && ! HONOR_INFINITIES (type))
214   { build_one_cst (type); }))
216 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
217    NaNs or Infinities.  */
218 (simplify
219  (rdiv:C @0 (negate @0))
220  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
221       && ! HONOR_NANS (type)
222       && ! HONOR_INFINITIES (type))
223   { build_minus_one_cst (type); }))
225 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
226 (simplify
227  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
228   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
229        && ! HONOR_NANS (type)
230        && ! HONOR_INFINITIES (type))
231    (switch
232     (if (types_match (type, float_type_node))
233      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
234     (if (types_match (type, double_type_node))
235      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
236     (if (types_match (type, long_double_type_node))
237      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
239 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
240 (simplify
241  (rdiv @0 real_onep)
242  (if (!HONOR_SNANS (type))
243   (non_lvalue @0)))
245 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
246 (simplify
247  (rdiv @0 real_minus_onep)
248  (if (!HONOR_SNANS (type))
249   (negate @0)))
251 (if (flag_reciprocal_math)
252  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C)  */
253  (simplify
254   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
255    (rdiv @0 (mult @1 @2)))
257  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
258  (simplify
259   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
260    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
262 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
263 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
264  (simplify
265   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
266   (if (integer_pow2p (@2)
267        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
268        && wi::add (@2, @1) == 0
269        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
270    (rshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node,
271                                          wi::exact_log2 (@2)); }))))
273 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
274    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
275    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
276    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
277    tell if it is or not in a portable manner.  */
278 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
279  (simplify
280   (rdiv @0 cst@1)
281   (if (optimize)
282    (if (flag_reciprocal_math
283         && !real_zerop (@1))
284     (with
285      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
286      (if (tem)
287       (mult @0 { tem; } )))
288     (if (cst != COMPLEX_CST)
289      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
290       (if (inverse)
291        (mult @0 { inverse; } ))))))))
293 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
294  /* 0 % X is always zero.  */
295  (simplify
296   (mod integer_zerop@0 @1)
297   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
298   (if (!integer_zerop (@1))
299    @0))
300  /* X % 1 is always zero.  */
301  (simplify
302   (mod @0 integer_onep)
303   { build_zero_cst (type); })
304  /* X % -1 is zero.  */
305  (simplify
306   (mod @0 integer_minus_onep@1)
307   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
308    { build_zero_cst (type); }))
309  /* X % X is zero.  */
310  (simplify
311   (mod @0 @0)
312   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
313   (if (!integer_zerop (@0))
314    { build_zero_cst (type); }))
315  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
316  (simplify
317   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
318   @2)
319  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
320  (simplify
321   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
322   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
323        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
324        && wi::multiple_of_p (@1, @2, TYPE_SIGN (type)))
325    { build_zero_cst (type); })))
327 /* X % -C is the same as X % C.  */
328 (simplify
329  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
330   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
331        && !TREE_OVERFLOW (@1)
332        && wi::neg_p (@1)
333        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
334        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
335        && !sign_bit_p (@1, @1))
336    (trunc_mod @0 (negate @1))))
338 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
339 (simplify
340  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
341  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
342       && !TYPE_UNSIGNED (type)
343       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
344       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
345       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
346          Y might be -1, because we would then change valid
347          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
348       && (expr_not_equal_to (@0, TYPE_MIN_VALUE (type))
349           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
350                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
351   (trunc_mod @0 (convert @1))))
353 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
354 (simplify
355  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
356  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
357   (convert (trunc_mod @0 @1))))
359 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
360    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
361    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
362    to A & ((C << N) - 1).  */
363 (match (power_of_two_cand @1)
364  INTEGER_CST@1)
365 (match (power_of_two_cand @1)
366  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
367 (for mod (trunc_mod floor_mod)
368  (simplify
369   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
370   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
371         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
372         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
373         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
374    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
376 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
377 (simplify
378  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
379  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
380   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
381                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type) - wi::exact_log2 (@1),
382                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
384 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
385 (simplify
386  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
387  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
388   (bit_and @0 (negate @1))))
390 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
391 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
392  (simplify
393   (div (mult @0 @1) @1)
394   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
395        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
396    @0)))
398 (for op (negate abs)
399  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
400  (for coss (COS COSH)
401   (simplify
402    (coss (op @0))
403     (coss @0)))
404  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
405  (for pows (POW)
406   (simplify
407    (pows (op @0) REAL_CST@1)
408    (with { HOST_WIDE_INT n; }
409     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
410      (pows @0 @1)))))
411  /* Likewise for powi.  */
412  (for pows (POWI)
413   (simplify
414    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
415    (if (wi::bit_and (@1, 1) == 0)
416     (pows @0 @1))))
417  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
418  (for hypots (HYPOT)
419   (simplify
420    (hypots (op @0) @1)
421    (hypots @0 @1))
422   (simplify
423    (hypots @0 (op @1))
424    (hypots @0 @1)))
425  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
426  (for copysigns (COPYSIGN)
427   (simplify
428    (copysigns (op @0) @1)
429    (copysigns @0 @1))))
431 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
432 (simplify
433  (mult (abs@1 @0) @1)
434  (mult @0 @0))
436 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
437 (for coss (COS COSH)
438      copysigns (COPYSIGN)
439  (simplify
440   (coss (copysigns @0 @1))
441    (coss @0)))
443 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
444 (for pows (POW)
445      copysigns (COPYSIGN)
446  (simplify
447   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
448   (with { HOST_WIDE_INT n; }
449    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
450     (pows @0 @1)))))
451 /* Likewise for powi.  */
452 (for pows (POWI)
453      copysigns (COPYSIGN)
454  (simplify
455   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
456   (if (wi::bit_and (@1, 1) == 0)
457    (pows @0 @1))))
459 (for hypots (HYPOT)
460      copysigns (COPYSIGN)
461  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
462  (simplify
463   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
464   (hypots @0 @2))
465  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
466  (simplify
467   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
468   (hypots @0 @1)))
470 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
471 (for copysigns (COPYSIGN)
472  (simplify
473   (copysigns @0 REAL_CST@1)
474   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
475    (negate (abs @0))
476    (abs @0))))
478 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
479 (for copysigns (COPYSIGN)
480  (simplify
481   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
482   (copysigns @0 @2)))
484 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
485 (for copysigns (COPYSIGN)
486  (simplify
487   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
488   (mult @0 @0)))
490 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
491 (for ccoss (CCOS CCOSH)
492  (simplify
493   (ccoss (negate @0))
494    (ccoss @0)))
496 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
497 (for ops (conj negate)
498  (for cabss (CABS)
499   (simplify
500    (cabss (ops @0))
501    (cabss @0))))
503 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
504 (simplify
505  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
506   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
507        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
508    (lshift @0 @2)))
510 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
511 (simplify
512  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
513   (if (flag_associative_math
514        && single_use (@3))
515    (with
516     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
517     (if (tem)
518      (rdiv { tem; } @1)))))
520 /* Convert C1/(X*C2) into (C1/C2)/X  */
521 (simplify
522  (rdiv REAL_CST@0 (mult @1 REAL_CST@2))
523   (if (flag_reciprocal_math)
524    (with
525     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @0, @2); }
526     (if (tem)
527      (rdiv { tem; } @1)))))
529 /* Simplify ~X & X as zero.  */
530 (simplify
531  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
532   { build_zero_cst (type); })
534 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
535 (simplify
536   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
537   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
538     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
540 /* PR35691: Transform
541    (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
542    (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
543 (for bitop (bit_and bit_ior)
544      cmp (eq ne)
545  (simplify
546   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
547    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
548        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
549        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
550     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2))))
552 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
553 (simplify
554  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
555   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
556 (simplify
557  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
558  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
559   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
561 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
562 (simplify
563  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
564   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
566 /* Simplify (X & ~Y) | (~X & Y) -> X ^ Y.  */
567 (simplify
568  (bit_ior (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
569   (bit_xor @0 @1))
570 (simplify
571  (bit_ior:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
572  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
573   (bit_xor @0 @1)))
575 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
576 (simplify
577   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
578   (bit_ior @0 @1))
580 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
581 #if GIMPLE
582 (simplify
583  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
584  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
585       && (get_nonzero_bits (@0) & wi::bit_not (@1)) == 0)
586   (bit_xor @0 @1)))
587 #endif
589 /* X % Y is smaller than Y.  */
590 (for cmp (lt ge)
591  (simplify
592   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
593   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
594    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
595 (for cmp (gt le)
596  (simplify
597   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
598   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
599    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
601 /* x | ~0 -> ~0  */
602 (simplify
603  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
604  @1)
606 /* x | 0 -> x  */
607 (simplify
608  (bit_ior @0 integer_zerop)
609  @0)
611 /* x & 0 -> 0  */
612 (simplify
613  (bit_and @0 integer_zerop@1)
614  @1)
616 /* ~x | x -> -1 */
617 /* ~x ^ x -> -1 */
618 /* ~x + x -> -1 */
619 (for op (bit_ior bit_xor plus)
620  (simplify
621   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
622   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
624 /* x ^ x -> 0 */
625 (simplify
626   (bit_xor @0 @0)
627   { build_zero_cst (type); })
629 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
630 (simplify
631   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
632   (bit_not @0))
634 /* x & ~0 -> x  */
635 (simplify
636  (bit_and @0 integer_all_onesp)
637   (non_lvalue @0))
639 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
640 (for bitop (bit_and bit_ior)
641  (simplify
642   (bitop @0 @0)
643   (non_lvalue @0)))
645 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
646 #if GIMPLE
647 (simplify
648  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
649  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
650       && (get_nonzero_bits (@0) & wi::bit_not (@1)) == 0)
651   @0))
652 #endif
654 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
655 (simplify
656  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
657  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
659 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
660 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
661 (for bitop (bit_and bit_ior)
662  (simplify
663   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
664   (bitop @0 (bit_not @1))))
666 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
667 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
668 (for bitop (bit_and bit_ior)
669      rbitop (bit_ior bit_and)
670  (simplify
671   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
672   (bitop @1 @2)))
674 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
675 (simplify
676  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
677  (bit_xor @0 @1))
679 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
680 (simplify
681  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
682  (bit_and @0 @1))
684 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
685 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
686 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
687 (for op (plus bit_ior bit_xor)
688  (simplify
689   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
690   (bit_ior @0 @1)))
692 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
693 (simplify
694  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
695  (plus @0 @1))
697 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
698 (simplify
699  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
700  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
701       && !TYPE_SATURATING (type))
702   (bit_and @0 @1)))
704 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
705 (simplify
706  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
707  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
708       && !TYPE_SATURATING (type))
709   (bit_ior @0 @1)))
711 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
712 (simplify
713  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
714  (bit_and @0 @1))
716 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
717 (simplify
718  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
719  (bit_xor @0 @1))
721 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
722 (simplify
723  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
724  (bit_xor @0 @1))
726 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
727 (simplify
728  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
729  (bit_and @0 @1))
731 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
732    ~x | ~y -> ~(x & y) */
733 (for op (bit_and bit_ior)
734      rop (bit_ior bit_and)
735  (simplify
736   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
737   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
738        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
739    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
741 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
742    with a constant, and the two constants have no bits in common,
743    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
744    simplifications.  */
745 (for op (bit_xor plus)
746  (simplify
747   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
748       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
749   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
750        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
751        && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
752    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
754 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
755 (simplify
756  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
757  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
758   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
760 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
761 (simplify
762  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
763  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
764       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
765   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
767 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
768 (simplify
769  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
770  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
771   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
773 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
774 (for opo (bit_and bit_xor)
775      opi (bit_xor bit_and)
776  (simplify
777   (opo:c (opi:c @0 @1) @1) 
778   (bit_and (bit_not @0) @1)))
780 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
781    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
782    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
783    constants are involved.  For example, convert
784      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
785    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
786 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
787      rop (bit_ior bit_and bit_and)
788  (simplify
789   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
790   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
791        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
792    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
794 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
795 /* (X & Y) & Y -> X & Y
796    (X | Y) | Y -> X | Y  */
797 (for op (bit_and bit_ior)
798  (simplify
799   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
800   @2))
801 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
802 (simplify
803  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
804  (convert @0))
805 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
806    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
807 (for op (bit_and bit_ior)
808  (simplify
809   (op:c (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
810   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
811        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
812    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
813     (op @3 (convert @2))
814     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
815      (op (convert @1) @5))))))
816 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
817 (simplify
818  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
819  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
820       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
821   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
823 (simplify
824  (abs (abs@1 @0))
825  @1)
826 (simplify
827  (abs (negate @0))
828  (abs @0))
829 (simplify
830  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
831  @0)
833 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
834 (match negate_expr_p
835  INTEGER_CST
836  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
837        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
838       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
839           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
840 (match negate_expr_p
841  FIXED_CST)
842 (match negate_expr_p
843  (negate @0)
844  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
845 (match negate_expr_p
846  REAL_CST
847  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
848 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
849    ways.  */
850 (match negate_expr_p
851  VECTOR_CST
852  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
854 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
855 (simplify
856  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
857   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
858        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
859    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
861 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
862 (simplify
863  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
864  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
865       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
866   (minus (negate @1) @0)))
868 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
869 (simplify
870  (minus @0 negate_expr_p@1)
871  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
872  (plus @0 (negate @1))))
874 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
875    when profitable.
876    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
877    binary operation result instead of to the operands.  This allows
878    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
879    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
880 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
881  (simplify
882   (bitop (convert @0) (convert? @1))
883   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
884          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
885          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
886         || types_match (@0, @1))
887        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
888           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
889           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
890           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
891           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
892        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
893        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
894               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
895            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
896            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
897               mode.  */
898            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
899            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
900               of its mode.  */
901            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
902    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
904 (for bitop (bit_and bit_ior)
905      rbitop (bit_ior bit_and)
906   /* (x | y) & x -> x */
907   /* (x & y) | x -> x */
908  (simplify
909   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
910   @0)
911  /* (~x | y) & x -> x & y */
912  /* (~x & y) | x -> x | y */
913  (simplify
914   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
915   (bitop @0 @1)))
917 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
918 (simplify
919   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
920   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
922 /* Combine successive equal operations with constants.  */
923 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
924  (simplify
925   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
926   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
928 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
929    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
930 (match truth_valued_p
931  @0
932  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
933 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
934  (match truth_valued_p
935   (op @0 @1)))
936 (match truth_valued_p
937   (truth_not @0))
939 (match (logical_inverted_value @0)
940  (truth_not @0))
941 (match (logical_inverted_value @0)
942  (bit_not truth_valued_p@0))
943 (match (logical_inverted_value @0)
944  (eq @0 integer_zerop))
945 (match (logical_inverted_value @0)
946  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
947 (match (logical_inverted_value @0)
948  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
950 /* X & !X -> 0.  */
951 (simplify
952  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
953  { build_zero_cst (type); })
954 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
955 (for op (bit_ior bit_xor)
956  (simplify
957   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
958   { constant_boolean_node (true, type); }))
959 /* X ==/!= !X is false/true.  */
960 (for op (eq ne)
961  (simplify
962   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
963   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
965 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
966    then try to simplify:
968    (~X & Y) -> X < Y
969    (X & ~Y) -> Y < X
970    (~X | Y) -> X <= Y
971    (X | ~Y) -> Y <= X
973    But only do this if our result feeds into a comparison as
974    this transformation is not always a win, particularly on
975    targets with and-not instructions.
976    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
977 (simplify
978   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
979   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
980        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
981    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
982     (lt @0 @1)
983     (gt @0 @1))))
984 (simplify
985   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
986   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
987        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
988    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
989     (le @0 @1)
990     (ge @0 @1))))
992 /* ~~x -> x */
993 (simplify
994   (bit_not (bit_not @0))
995   @0)
997 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
998 (simplify
999  (bit_not (convert? (negate @0)))
1000  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1001       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1002   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1004 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1005 (simplify
1006  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1007  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1008       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1009   (convert (negate @0))))
1010 (simplify
1011  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1012  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1013       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1014   (convert (negate @0))))
1016 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1017 (simplify
1018  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1019  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1020   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1021 (simplify
1022  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1023  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1024   (convert (bit_xor @0 @1))))
1026 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1027 (simplify
1028  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1029  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1031 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1032 (simplify
1033  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1034  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1035       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1036   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1040 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1041    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1042    zero throughout its computed value range,
1043    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1044    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1045    and 0's otherwise.
1046    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1047    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1048    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1050 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1051      outer_op (bit_xor bit_ior)
1052 (simplify
1053  (outer_op
1054   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1055  (with
1056   {
1057     bool fail = false;
1058     wide_int zero_mask_not;
1059     wide_int C0;
1060     wide_int cst_emit;
1062     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1063       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1064     else
1065       fail = true;
1067     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1068       {
1069         C0 = wi::bit_and_not (@0, @1);
1070         cst_emit = wi::bit_or (C0, @1);
1071       }
1072     else
1073       {
1074         C0 = @0;
1075         cst_emit = wi::bit_xor (@0, @1);
1076       }
1077   }
1078   (if (!fail && wi::bit_and (C0, zero_mask_not) == 0)
1079    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1080    (if (!fail && wi::bit_and (@1, zero_mask_not) == 0)
1081     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1083 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1084 (simplify
1085   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1086   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1088 /* Pattern match
1089      tem1 = (long) ptr1;
1090      tem2 = (long) ptr2;
1091      tem3 = tem2 - tem1;
1092      tem4 = (unsigned long) tem3;
1093      tem5 = ptr1 + tem4;
1094    and produce
1095      tem5 = ptr2;  */
1096 (simplify
1097   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1098   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1099   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1100        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1101             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1102    @1))
1104 /* Pattern match
1105      tem = (sizetype) ptr;
1106      tem = tem & algn;
1107      tem = -tem;
1108      ... = ptr p+ tem;
1109    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1110      ... = ptr & ~algn;  */
1111 (simplify
1112   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1113   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
1114    (bit_and @0 { algn; })))
1116 /* Try folding difference of addresses.  */
1117 (simplify
1118  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1119  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1120   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
1121    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1122     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1123 (simplify
1124  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1125  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1126   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
1127    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1128     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1130 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1131    be able to fold this expression using the object or function's
1132    alignment.  */
1133 (simplify
1134  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1135  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1136       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1137   (with
1138    {
1139      unsigned int align;
1140      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1141      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1142    }
1143    (if (wi::ltu_p (@1, align / BITS_PER_UNIT))
1144     { wide_int_to_tree (type, wi::bit_and (@1, bitpos / BITS_PER_UNIT)); }))))
1147 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1148 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1150  /* Contract negates.  */
1151  /* A + (-B) -> A - B */
1152  (simplify
1153   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1154   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
1155   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1156        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1157        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1158    (minus (convert @0) (convert @1))))
1159  /* A - (-B) -> A + B */
1160  (simplify
1161   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1162   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1163        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1164        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1165    (plus (convert @0) (convert @1))))
1166  /* -(-A) -> A */
1167  (simplify
1168   (negate (convert? (negate @1)))
1169   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1170        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1171    (convert @1)))
1173  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1174     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1175  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1176       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1178   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1179      irrespective of overflow issues.  */
1180   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1181   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1182   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1183   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1184   (simplify
1185     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1186     @1)
1187   (simplify
1188     (minus (minus @0 @1) @0)
1189     (negate @1))
1190   (simplify
1191     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1192     @0)
1193   (simplify
1194    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1195    (negate @1))
1196   (simplify
1197    (minus @0 (minus @0 @1))
1198    @1)
1200   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
1201   (for outer_op (plus minus)
1202    (for inner_op (plus minus)
1203     (simplify
1204      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1205      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1206         as we would introduce undefined overflow, for example
1207         with (a - 1) + INT_MIN.  */
1208      (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1209                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1210       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1211        (inner_op @0 { cst; } ))))))
1213   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
1214   (for outer_op (plus minus)
1215    (simplify
1216     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1217     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1218      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1219       (minus { cst; } @0)))))
1221   /* ~A + A -> -1 */
1222   (simplify
1223    (plus:c (bit_not @0) @0)
1224    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1225     { build_all_ones_cst (type); }))
1227   /* ~A + 1 -> -A */
1228   (simplify
1229    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1230    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1231     (negate (convert @0))))
1233   /* -A - 1 -> ~A */
1234   (simplify
1235    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1236    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1237         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1238     (bit_not (convert @0))))
1240   /* -1 - A -> ~A */
1241   (simplify
1242    (minus integer_all_onesp @0)
1243    (bit_not @0))
1245   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1246   (for add (plus pointer_plus)
1247    (simplify
1248     (minus (convert (add @@0 @1))
1249      (convert @0))
1250     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1251          /* For integer types, if A has a smaller type
1252             than T the result depends on the possible
1253             overflow in P + A.
1254             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1255             However, if an overflow in P + A would cause
1256             undefined behavior, we can assume that there
1257             is no overflow.  */
1258          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1259              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1260          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1261             final type requires a sign- or zero-extension,
1262             then we have to punt - it is not defined which
1263             one is correct.  */
1264          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1265              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1266              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1267      (convert @1))))
1269   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1270   (for add (plus pointer_plus)
1271    (simplify
1272     (minus (convert @0)
1273      (convert (add @@0 @1)))
1274     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1275          /* For integer types, if A has a smaller type
1276             than T the result depends on the possible
1277             overflow in P + A.
1278             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1279             However, if an overflow in P + A would cause
1280             undefined behavior, we can assume that there
1281             is no overflow.  */
1282          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1283              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1284          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1285             final type requires a sign- or zero-extension,
1286             then we have to punt - it is not defined which
1287             one is correct.  */
1288          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1289              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1290              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1291      (negate (convert @1)))))
1293   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1294   (for add (plus pointer_plus)
1295    (simplify
1296     (minus (convert (add @@0 @1))
1297      (convert (add @0 @2)))
1298     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1299          /* For integer types, if A has a smaller type
1300             than T the result depends on the possible
1301             overflow in P + A.
1302             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1303             However, if an overflow in P + A would cause
1304             undefined behavior, we can assume that there
1305             is no overflow.  */
1306          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1307              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1308          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1309             final type requires a sign- or zero-extension,
1310             then we have to punt - it is not defined which
1311             one is correct.  */
1312          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1313              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1314              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1315              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1316              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1317      (minus (convert @1) (convert @2)))))))
1320 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1322 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1323  (simplify
1324   (minmax @0 @0)
1325   @0))
1326 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1327 (simplify
1328  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1329  @1)
1330 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1331 (simplify
1332  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1333  @1)
1334 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
1335 (simplify
1336  (max:c @0 (negate @0))
1337  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
1338       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1339           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
1340   (abs @0)))
1341 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
1342 (simplify
1343  (min:c @0 (negate @0))
1344  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
1345       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1346           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
1347   (negate (abs @0))))
1348 (simplify
1349  (min @0 @1)
1350  (switch
1351   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1352        && TYPE_MIN_VALUE (type)
1353        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1354    @1)
1355   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1356        && TYPE_MAX_VALUE (type)
1357        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1358    @0)))
1359 (simplify
1360  (max @0 @1)
1361  (switch
1362   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1363        && TYPE_MAX_VALUE (type)
1364        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1365    @1)
1366   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1367        && TYPE_MIN_VALUE (type)
1368        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1369    @0)))
1371 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
1372    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
1373 (for minmax (min max)
1374  (simplify
1375   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
1376   (if (types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
1377        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
1378        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
1379    (minmax @1 (convert @2)))))
1381 (for minmax (FMIN FMAX)
1382  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
1383     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
1384  (simplify
1385   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
1386   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
1387        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
1388    @0)))
1389 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
1390    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
1391    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
1392    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
1393    worry about it either.  */
1394 (if (flag_finite_math_only)
1395  (simplify
1396   (FMIN @0 @1)
1397   (min @0 @1))
1398  (simplify
1399   (FMAX @0 @1)
1400   (max @0 @1)))
1401 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
1402 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1403      maxmin (max min FMAX FMIN)
1404  (simplify
1405   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
1406   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1407        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1408            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1409    (negate (maxmin @0 @1)))))
1410 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
1411    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
1412 (for minmax (min max)
1413  maxmin (max min)
1414  (simplify
1415   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
1416   (bit_not (maxmin @0 @1))))
1418 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
1419 (for minmax (min min max max)
1420      cmp    (eq  ne  eq  ne )
1421      out    (le  gt  ge  lt )
1422  (simplify
1423   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
1424   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1425    (out @0 @1))))
1426 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
1427    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
1428 (for cmp (eq ne)
1429  (simplify
1430   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1431   (if (wi::lt_p (@1, @2, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
1432    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1433    (if (wi::gt_p (@1, @2, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
1434     (cmp @0 @2)))))
1435 (for cmp (eq ne)
1436  (simplify
1437   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1438   (if (wi::gt_p (@1, @2, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
1439    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1440    (if (wi::lt_p (@1, @2, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
1441     (cmp @0 @2)))))
1442 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
1443 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
1444      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
1445      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
1446  (simplify
1447   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1448   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
1450 /* Simplifications of shift and rotates.  */
1452 (for rotate (lrotate rrotate)
1453  (simplify
1454   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
1455   @0))
1457 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
1458 (simplify
1459  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
1460  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1461       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
1462   @0))
1464 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
1465 (simplify
1466  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1467  (if (wi::ltu_p (@1, element_precision (type)))
1468   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1470 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
1471    types.  */
1472 (simplify
1473  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1474  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
1475       && (wi::ltu_p (@1, element_precision (type))))
1476   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1478 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
1479  (simplify
1480   (shiftrotate @0 integer_zerop)
1481   (non_lvalue @0))
1482  (simplify
1483   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
1484   @0)
1485  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
1486     if vector2 is uniform.  */
1487  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
1488   (simplify
1489    (shiftrotate @0 vec@1)
1490    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
1491     (if (tem)
1492      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
1494 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
1495    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
1496 (simplify
1497  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
1498  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
1499                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
1500                                            element_precision (type)), @1); }))
1502 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
1503 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
1504  (simplify
1505   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1506   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
1507    (if (wi::ge_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1508         && wi::lt_p (@1, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1509         && wi::ge_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
1510         && wi::lt_p (@2, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1511     (with { unsigned int low = wi::add (@1, @2).to_uhwi (); }
1512      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
1513         being well defined.  */
1514      (if (low >= prec)
1515       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
1516        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
1517        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
1518         { build_zero_cst (type); }
1519         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
1520       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
1523 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
1524    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
1525 (for cmp (ne eq)
1526      icmp (eq ne)
1527  (simplify
1528   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
1529   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1531 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
1532    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
1533    if CST2 != 0.  */
1534 (for cmp (ne eq)
1535  (simplify
1536   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
1537   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
1538    (if (cand < 0
1539         || (!integer_zerop (@2)
1540             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
1541     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1542     (if (!integer_zerop (@2)
1543          && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
1544      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
1546 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
1547         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
1548    if the new mask might be further optimized.  */
1549 (for shift (lshift rshift)
1550  (simplify
1551   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
1552            INTEGER_CST@2)
1553    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
1554         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1555         && tree_fits_uhwi_p (@1)
1556         && tree_to_uhwi (@1) > 0
1557         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
1558     (with
1559      {
1560        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
1561        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
1562        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
1563        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
1564        unsigned int prec;
1566        if (shift == LSHIFT_EXPR)
1567          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
1568        else if (shift == RSHIFT_EXPR
1569                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
1570                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
1571          {
1572            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
1573            tree arg00 = @0;
1574            /* See if more bits can be proven as zero because of
1575               zero extension.  */
1576            if (@3 != @0
1577                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1578              {
1579                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
1580                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
1581                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
1582                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
1583                  {
1584                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
1585                    /* See if we can shorten the right shift.  */
1586                    if (shiftc < prec)
1587                      shift_type = inner_type;
1588                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
1589                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
1590                       is all ones.  */
1591                  }
1592              }
1593            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
1594            if (shiftc < prec)
1595              {
1596                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
1597                zerobits <<= prec - shiftc;
1598              }
1599            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
1600               can contain actually sign bits, so no transformation is
1601               possible, unless MASK masks them all away.  In that
1602               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
1603            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
1604                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1605              {
1606                if ((mask & zerobits) == 0)
1607                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
1608                else
1609                  zerobits = 0;
1610              }
1611          }
1612      }
1613      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
1614      (if ((mask & zerobits) == mask)
1615       { build_int_cst (type, 0); }
1616       (with { newmask = mask | zerobits; }
1617        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
1618         (with
1619          {
1620            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
1621               mode's mask.  */
1622            for (prec = BITS_PER_UNIT;
1623                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
1624              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
1625                break;
1626          }
1627          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1628               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
1629           (with
1630            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
1631            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
1632             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
1633              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
1634              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
1636 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
1637    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
1638 (for shift (lshift rshift)
1639  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
1640   (simplify
1641    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
1642    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1643     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
1644      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
1646 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
1647 (simplify
1648  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
1649   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1650        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
1651            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1652            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
1653    (with
1654     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
1655      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
1657 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
1658    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
1659 (for rotate (lrotate rrotate)
1660  (simplify
1661   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
1662    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
1663          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1664          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
1665         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1666             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
1667     (with
1668      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
1669       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
1671 /* Simplifications of conversions.  */
1673 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
1674 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
1675  (simplify
1676   (cvt @0)
1677   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1678        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
1679    @0)))
1681 /* Contract view-conversions.  */
1682 (simplify
1683   (view_convert (view_convert @0))
1684   (view_convert @0))
1686 /* For integral conversions with the same precision or pointer
1687    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
1688 (simplify
1689   (view_convert @0)
1690   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
1691        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1692        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1693    (convert @0)))
1695 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
1696 (simplify
1697   (view_convert (convert@0 @1))
1698   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1699        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1700        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1701        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
1702    (view_convert @1)))
1704 /* Re-association barriers around constants and other re-association
1705    barriers can be removed.  */
1706 (simplify
1707  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
1708  @0)
1709 (simplify
1710  (paren (paren@1 @0))
1711  @1)
1713 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
1714 (for ocvt (convert float fix_trunc)
1715  (for icvt (convert float)
1716   (simplify
1717    (ocvt (icvt@1 @0))
1718    (with
1719     {
1720       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
1721       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
1722       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
1723       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
1724       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
1725       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
1726       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
1727       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
1728       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
1729       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
1730       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
1731       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
1732       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
1733       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
1734       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
1735       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
1736       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
1737       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
1738       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
1739       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
1740     }
1741    (switch
1742     /* In addition to the cases of two conversions in a row
1743        handled below, if we are converting something to its own
1744        type via an object of identical or wider precision, neither
1745        conversion is needed.  */
1746     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
1747           || (GENERIC
1748               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
1749          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
1750              || (inter_float && final_float))
1751          && inter_prec >= final_prec)
1752      (ocvt @0))
1754     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
1755        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
1756        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
1757        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
1758        then we sometimes need the middle conversion.  */
1759     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
1760          && (final_int || final_float)
1761          && inter_prec >= inside_prec
1762          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
1763      (ocvt @0))
1765     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
1766        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
1767        final conversion does not change precision we can drop the
1768        intermediate conversion.  */
1769     (if (inside_int && inter_int && final_int
1770          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
1771               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
1772              || final_prec == inter_prec))
1773      (ocvt @0))
1775     /* Two conversions in a row are not needed unless:
1776         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
1777         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
1778         - the intermediate type is narrower than both initial and
1779           final, or
1780         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
1781           and the outermost type is wider than the intermediate, or
1782         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
1783           intermediate and final types differ, or
1784         - the final type is a pointer type and the precisions of the
1785           initial and intermediate types differ.  */
1786     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
1787          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
1788          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
1789          && ! (inside_int && inter_int
1790                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
1791                && inter_prec < final_prec)
1792          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
1793              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
1794          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
1795          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
1796      (ocvt @0))
1798     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1799        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1800     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
1801          && final_int && inter_int && inside_int
1802          && final_prec == inside_prec
1803          && final_prec > inter_prec
1804          && inter_unsignedp)
1805      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1806                               (inside_type,
1807                                wi::mask (inter_prec, false,
1808                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1810     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1811        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1812        floating-point conversion.  */
1813     (if (GIMPLE /* PR66211 */
1814          && inside_int && inter_float && final_int &&
1815          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1816          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1817      (convert @0)))))))
1819 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1820    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1821    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1822 (simplify
1823   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1824   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1825        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1826        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1827        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1828                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1829    (convert @0)))
1832 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1833 (simplify
1834   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
1835   (convert @0))
1837 /* Canonicalization of binary operations.  */
1839 /* Convert X + -C into X - C.  */
1840 (simplify
1841  (plus @0 REAL_CST@1)
1842  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1843   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1844    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1845     (minus @0 { tem; })))))
1847 /* Convert x+x into x*2.  */
1848 (simplify
1849  (plus @0 @0)
1850  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1851   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
1852   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1853    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
1855 (simplify
1856  (minus integer_zerop @1)
1857  (negate @1))
1859 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1860    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1861    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1862 (simplify
1863  (minus real_zerop@0 @1)
1864  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1865   (negate @1)))
1867 /* Transform x * -1 into -x.  */
1868 (simplify
1869  (mult @0 integer_minus_onep)
1870  (negate @0))
1872 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
1873    number.  */
1874 (match compositional_complex
1875  (convert? (complex @0 @1)))
1877 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1878 (simplify
1879  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1880  @0)
1881 (simplify
1882  (realpart (complex @0 @1))
1883  @0)
1884 (simplify
1885  (imagpart (complex @0 @1))
1886  @1)
1888 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
1889 (simplify
1890  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
1891  (convert (realpart @0)))
1892 (simplify
1893  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
1894  (convert (negate (imagpart @0))))
1895 (for part (realpart imagpart)
1896  (for op (plus minus)
1897   (simplify
1898    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
1899    (convert (op (part @0) (part @1))))))
1900 (simplify
1901  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1902  (convert (COS @0)))
1903 (simplify
1904  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1905  (convert (SIN @0)))
1907 /* conj(conj(x)) -> x  */
1908 (simplify
1909  (conj (convert? (conj @0)))
1910  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
1911   (convert @0)))
1913 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
1914 (simplify
1915  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
1916  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
1917   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
1919 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1920 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1921  (simplify
1922   (bswap (bswap @0))
1923   @0)
1924  (simplify
1925   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1926   (bit_not @0))
1927  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1928   (simplify
1929    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1930    (bitop @0 (bswap @1)))))
1933 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1935 /* Simplify constant conditions.
1936    Only optimize constant conditions when the selected branch
1937    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1938    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1939    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1940    this one as we depend on doing this transform before possibly
1941    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1942    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1943    genmatch cannot handle.  */
1944 (simplify
1945  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1946  (if (integer_zerop (@0))
1947   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
1948    @2)
1949   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
1950    @1)))
1951 (simplify
1952  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1953  (if (integer_all_onesp (@0))
1954   @1
1955   (if (integer_zerop (@0))
1956    @2)))
1958 (for cnd (cond vec_cond)
1959  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1960  (simplify
1961   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1962   (cnd @0 @1 @3))
1963  (simplify
1964   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1965   (cnd @0 @1 @3))
1966  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
1967  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
1968     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
1969     The following is still important to merge then and else arm cases
1970     from if-conversion.  */
1971  (simplify
1972   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
1973   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
1974        && COMPARISON_CLASS_P (@2)
1975        && invert_tree_comparison
1976            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@2)
1977        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@2, 0), 0)
1978        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@2, 1), 0))
1979    (cnd @0 @1 @3)))
1980  (simplify
1981   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
1982   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
1983        && COMPARISON_CLASS_P (@1)
1984        && invert_tree_comparison
1985            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@1)
1986        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@1, 0), 0)
1987        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@1, 1), 0))
1988    (cnd @0 @3 @4)))
1990  /* A ? B : B -> B.  */
1991  (simplify
1992   (cnd @0 @1 @1)
1993   @1)
1995  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1996  (simplify
1997   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1998   (cnd @0 @2 @1)))
2000 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
2001    return all -1 or all 0 results.  */
2002 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
2003    but that isn't necessarily a win on its own.  */
2004 (simplify
2005  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2006  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2007       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1))
2008       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2009           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2010   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2012 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
2013 (simplify
2014  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2015  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2016       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1))
2017       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2018           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2019   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2022 /* Simplifications of comparisons.  */
2024 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
2025    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
2026    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
2027 (for cmp  (le gt)
2028      acmp (lt ge)
2029  (simplify
2030   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2031   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
2032    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
2033 (for cmp  (ge lt)
2034      acmp (gt le)
2035  (simplify
2036   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2037   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
2038    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
2041 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
2042    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
2043    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
2044    that with expression code iteration.  */
2045 (for cmp (tcc_comparison)
2046      icmp (inverted_tcc_comparison)
2047      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
2048  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
2049     and handle some more cases by using
2050       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
2051     here but for that genmatch would need to "inline" that.
2052     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
2053  (simplify
2054   (bit_not (cmp @0 @1))
2055   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2056        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
2057    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
2058       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
2059       a computed operator in the replacement tree thus we have
2060       to play the trick below.  */
2061    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2062              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2063     (if (ic == icmp)
2064      (icmp @0 @1)
2065      (if (ic == ncmp)
2066       (ncmp @0 @1))))))
2067  (simplify
2068   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
2069   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2070             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2071    (if (ic == icmp)
2072     (icmp @0 @1)
2073     (if (ic == ncmp)
2074      (ncmp @0 @1))))))
2076 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
2077    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
2078    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
2079    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
2080    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
2081 (for cmp (eq ne)
2082  (simplify
2083   (cmp (minus@2 @0 @1) integer_zerop)
2084   (if (single_use (@2))
2085    (cmp @0 @1))))
2087 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
2088    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
2089    often enough for folding it to be of value.  One example is in
2090    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
2091 (for cmp (simple_comparison)
2092      scmp (swapped_simple_comparison)
2093  (simplify
2094   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
2095   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
2096   (if (integer_zerop (@1))
2097    (cmp @1 @2)
2098    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2099         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2100         && single_use (@3))
2101     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
2102     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
2103      (scmp @0 @2)
2104      (cmp @0 @2))))))
2106 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
2107    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
2108 (for cmp (eq ge le)
2109  (simplify
2110   (cmp @0 @0)
2111   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2112        || ! HONOR_NANS (@0))
2113    { constant_boolean_node (true, type); }
2114    (if (cmp != EQ_EXPR)
2115     (eq @0 @0)))))
2116 (for cmp (ne gt lt)
2117  (simplify
2118   (cmp @0 @0)
2119   (if (cmp != NE_EXPR
2120        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2121        || ! HONOR_NANS (@0))
2122    { constant_boolean_node (false, type); })))
2123 (for cmp (unle unge uneq)
2124  (simplify
2125   (cmp @0 @0)
2126   { constant_boolean_node (true, type); }))
2127 (for cmp (unlt ungt)
2128  (simplify
2129   (cmp @0 @0)
2130   (unordered @0 @0)))
2131 (simplify
2132  (ltgt @0 @0)
2133  (if (!flag_trapping_math)
2134   { constant_boolean_node (false, type); }))
2136 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
2137 (for cmp (simple_comparison)
2138  (simplify
2139   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
2140   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
2141    (cmp @1 @0))))
2143 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
2144 (for cmp (simple_comparison)
2145      scmp (swapped_simple_comparison)
2146  (simplify
2147   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
2148   (if (single_use (@2)
2149        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
2150    (scmp @0 (bit_not @1)))))
2152 (for cmp (simple_comparison)
2153  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
2154  (simplify
2155   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
2156   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2157        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2158            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2159        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2160            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
2161    (with
2162     {
2163       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
2164       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
2165         {
2166           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
2167           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
2168               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
2169             type1 = float_type_node;
2170           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
2171               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
2172             type1 = double_type_node;
2173         }
2174       tree newtype
2175         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
2176            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
2177     }
2178     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
2179      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
2181  (simplify
2182   (cmp @0 REAL_CST@1)
2183   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
2184   (switch
2185    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
2186    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
2187     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
2188    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
2189    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
2190         && ! HONOR_SNANS (@1))
2191     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
2192    /* Fold comparisons against infinity.  */
2193    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
2194         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2195     (with
2196      {
2197        REAL_VALUE_TYPE max;
2198        enum tree_code code = cmp;
2199        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
2200        if (neg)
2201          code = swap_tree_comparison (code);
2202      }
2203      (switch
2204       /* x > +Inf is always false, if with ignore sNANs.  */
2205       (if (code == GT_EXPR
2206            && ! HONOR_SNANS (@0))
2207        { constant_boolean_node (false, type); })
2208       (if (code == LE_EXPR)
2209        /* x <= +Inf is always true, if we don't case about NaNs.  */
2210        (if (! HONOR_NANS (@0))
2211         { constant_boolean_node (true, type); }
2212         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x).  */
2213         (eq @0 @0)))
2214       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX.  */
2215       (if (code == EQ_EXPR || code == GE_EXPR)
2216        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
2217         (if (neg)
2218          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2219          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
2220       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
2221       (if (code == LT_EXPR)
2222        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
2223         (if (neg)
2224          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2225          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
2226       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX).  */
2227       (if (code == NE_EXPR)
2228        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
2229         (if (! HONOR_NANS (@0))
2230          (if (neg)
2231           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2232           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
2233          (if (neg)
2234           (bit_xor (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2235            { build_one_cst (type); })
2236           (bit_xor (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2237            { build_one_cst (type); }))))))))))
2239  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
2240     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
2241     comparison with a revised real constant as long as no overflow
2242     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
2243  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2244   (for op (plus minus)
2245    (simplify
2246     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
2247     (with
2248      {
2249        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
2250                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
2251      }
2252      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2253       (cmp @0 { tem; }))))))
2255  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
2256     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
2257     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
2258     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
2259  (if (flag_associative_math)
2260   (simplify
2261    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
2262    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
2263     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2264      (cmp { tem; } @1)))))
2266  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
2267  (if (flag_unsafe_math_optimizations
2268       && ! flag_errno_math)
2269   (for sq (SQRT)
2270    (simplify
2271     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
2272     (switch
2273      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2274       (switch
2275        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
2276        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2277         { constant_boolean_node (false, type); })
2278        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
2279           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
2280        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
2281         { constant_boolean_node (true, type); })
2282        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
2283        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
2284      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
2285       (switch
2286        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
2287        (if (cmp == LT_EXPR)
2288         { constant_boolean_node (false, type); })
2289        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
2290        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
2291         { constant_boolean_node (true, type); })
2292        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
2293        (if (cmp == LE_EXPR)
2294         (eq @0 @1))
2295        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
2296           == or !=.  In the last case:
2298             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
2300           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
2301           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
2302        (cmp @0 @1)))
2303      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2304       (with
2305        {
2306          REAL_VALUE_TYPE c2;
2307          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2308                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2309          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2310        }
2311        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2312         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
2313         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
2314          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2315          { constant_boolean_node (false, type); })
2316         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
2317         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2318      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2319       (with
2320        {
2321          REAL_VALUE_TYPE c2;
2322          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2323                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2324          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2325        }
2326        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2327         (switch
2328          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
2329             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
2330          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2331           { constant_boolean_node (true, type); })
2332          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
2333             don't care about NaNs.  */
2334          (if (! HONOR_NANS (@0))
2335           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
2336          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
2337             don't care about Infinities.  */
2338          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
2339           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
2340          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
2341          (if (GENERIC)
2342           (truth_andif
2343            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2344            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2345         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
2346         (if (! HONOR_NANS (@0))
2347          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2348          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
2349          (if (GENERIC)
2350           (truth_andif
2351            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2352            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))))))))))
2354 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
2355 (for cmp (eq ne)
2356  (simplify
2357   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
2358   (if (!integer_zerop (@1))
2359    (if (wi::eq_p (@2, 0))
2360     (cmp @0 @2)
2361     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
2362      (with
2363       {
2364         bool ovf;
2365         wide_int prod = wi::mul (@2, @1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
2366       }
2367       (if (ovf)
2368        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2369        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
2370 (for cmp (lt le gt ge)
2371  (simplify
2372   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2373   (if (wi::gt_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
2374    (with
2375     {
2376       bool ovf;
2377       wide_int prod = wi::mul (@2, @1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
2378     }
2379     (if (ovf)
2380      { constant_boolean_node (wi::lt_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2381                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
2382      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
2384 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
2385 (simplify
2386  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
2387  (if (types_match (@0, @1))
2388   (unordered @0 @1)))
2389 (simplify
2390  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
2391  (if (types_match (@0, @1))
2392   (ordered @0 @1)))
2393 (simplify
2394  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
2395  @2)
2396 (simplify
2397  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
2398  @2)
2400 /* Simple range test simplifications.  */
2401 /* A < B || A >= B -> true.  */
2402 (for test1 (lt le le le ne ge)
2403      test2 (ge gt ge ne eq ne)
2404  (simplify
2405   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
2406   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2407        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2408    { constant_boolean_node (true, type); })))
2409 /* A < B && A >= B -> false.  */
2410 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
2411      test2 (ge gt eq gt eq gt)
2412  (simplify
2413   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
2414   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2415        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2416    { constant_boolean_node (false, type); })))
2418 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
2419 (for cmp (tcc_comparison)
2420      scmp (swapped_tcc_comparison)
2421  (simplify
2422   (cmp (negate @0) (negate @1))
2423   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2424        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2425            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2426    (scmp @0 @1)))
2427  (simplify
2428   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
2429   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2430        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2431            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2432    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
2433     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2434      (scmp @0 { tem; }))))))
2436 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
2437 (for op (eq ne)
2438  (simplify
2439   (op (abs @0) zerop@1)
2440   (op @0 @1)))
2442 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.  */
2443 (for cmp (simple_comparison)
2444  (simplify
2445   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
2446   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2447        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
2448           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
2449        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
2450             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
2451             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
2452        && single_use (@0))
2453    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2454         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2455             || (@1 != @10 && types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))))
2456         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2457             || cmp == NE_EXPR
2458             || cmp == EQ_EXPR)
2459         && (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2460     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
2461        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
2462        constant which fold_convert produces.  */
2463     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
2464      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
2465                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
2466      (cmp @00 (convert @1)))
2468     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
2469      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
2470      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2471            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
2472            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2473                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
2474           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
2475               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
2476                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
2477                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
2478                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
2479               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2480                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2481                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
2482       (cmp @00 (convert @10))
2483       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2484            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2485            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
2486        (with
2487         {
2488           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2489           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2490           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
2491           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
2492         }
2493         (if (above || below)
2494          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
2495           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
2496           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2497            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
2498            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2499             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
2501 (for cmp (eq ne)
2502  /* A local variable can never be pointed to by
2503     the default SSA name of an incoming parameter.
2504     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
2505  (simplify
2506   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
2507   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
2508        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
2509    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
2510     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
2511          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
2512      (if (cmp == NE_EXPR)
2513       { constant_boolean_node (true, type); }
2514       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
2516 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
2517 (for cmp (eq ne)
2519  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
2520     Similarly for NE_EXPR.  */
2521  (simplify
2522   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2523   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2524        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
2525    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
2527  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
2528  (simplify
2529   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
2530   (cmp @0 @1))
2532  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
2533     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
2534  (simplify
2535   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
2536   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
2538  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
2539  (simplify
2540   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2541   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
2542    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
2544  (simplify
2545   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
2546   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
2547    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2549 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
2550    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
2551 (for cmp (eq ne)
2552      icmp (ne eq)
2553  (simplify
2554   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
2555   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2557 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
2558    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
2559 (for cmp (eq ne)
2560      ncmp (ge lt)
2561  (simplify
2562   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
2563   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2564        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2565            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2566        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
2567        && wi::only_sign_bit_p (@1, element_precision (@0)))
2568    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2569     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
2571 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
2572    This implements some remaining parts of fold_comparison address
2573    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
2574    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
2575 (for cmp (simple_comparison)
2576  (simplify
2577   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
2578   (with
2579    {
2580      HOST_WIDE_INT off0, off1;
2581      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
2582      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
2583      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
2584        {
2585          off0 += mem_ref_offset (base0).to_short_addr ();
2586          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
2587        }
2588      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
2589        {
2590          off1 += mem_ref_offset (base1).to_short_addr ();
2591          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
2592        }
2593    }
2594    (if (base0 && base1)
2595     (with
2596      {
2597        int equal = 2;
2598        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
2599           the value expressions might point to fields/elements
2600           of other vars etc.  */
2601        if (GENERIC
2602            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
2603                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
2604          ;
2605        else if (decl_in_symtab_p (base0)
2606                 && decl_in_symtab_p (base1))
2607          equal = symtab_node::get_create (base0)
2608                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
2609        else if ((DECL_P (base0)
2610                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
2611                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
2612                 && (DECL_P (base1)
2613                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
2614                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
2615          equal = (base0 == base1);
2616      }
2617      (if (equal == 1
2618           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2619               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
2620               || off0 == off1
2621               || POINTER_TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED
2622               /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
2623               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2624                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
2625       (switch
2626        (if (cmp == EQ_EXPR)
2627         { constant_boolean_node (off0 == off1, type); })
2628        (if (cmp == NE_EXPR)
2629         { constant_boolean_node (off0 != off1, type); })
2630        (if (cmp == LT_EXPR)
2631         { constant_boolean_node (off0 < off1, type); })
2632        (if (cmp == LE_EXPR)
2633         { constant_boolean_node (off0 <= off1, type); })
2634        (if (cmp == GE_EXPR)
2635         { constant_boolean_node (off0 >= off1, type); })
2636        (if (cmp == GT_EXPR)
2637         { constant_boolean_node (off0 > off1, type); }))
2638       (if (equal == 0
2639            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
2640            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
2641            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2642                || off0 == off1))
2643        (switch
2644         (if (cmp == EQ_EXPR)
2645          { constant_boolean_node (false, type); })
2646         (if (cmp == NE_EXPR)
2647          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
2649 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
2650 (for neeq (ne eq)
2651  (simplify
2652   (neeq @0 @1)
2653   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2654        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
2655    { neeq == EQ_EXPR ? boolean_false_node : boolean_true_node; })))
2657 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
2658    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
2659    Disable the transform if either operand is pointer to function.
2660    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
2661    canonicalizaion is not wanted.  */
2663 (for cmp (ne eq)
2664  (simplify
2665   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
2666   (if ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
2667         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2668       || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2669           && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2670    (cmp @0 (convert @1)))))
2672 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
2673 (for cmp (lt gt le ge)
2674  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
2675     the specified precision will have known values.  */
2676  (simplify
2677   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
2678   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2679        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
2680    (with
2681     {
2682       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
2683       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
2684       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
2685       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
2686       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
2687     }
2688     (switch
2689      (if (wi::eq_p (@1, max))
2690       (switch
2691        (if (cmp == GT_EXPR)
2692         { constant_boolean_node (false, type); })
2693        (if (cmp == GE_EXPR)
2694         (eq @2 @1))
2695        (if (cmp == LE_EXPR)
2696         { constant_boolean_node (true, type); })
2697        (if (cmp == LT_EXPR)
2698         (ne @2 @1))))
2699      (if (wi::eq_p (@1, min))
2700       (switch
2701        (if (cmp == LT_EXPR)
2702         { constant_boolean_node (false, type); })
2703        (if (cmp == LE_EXPR)
2704         (eq @2 @1))
2705        (if (cmp == GE_EXPR)
2706         { constant_boolean_node (true, type); })
2707        (if (cmp == GT_EXPR)
2708         (ne @2 @1))))
2709      (if (wi::eq_p (@1, max - 1))
2710       (switch
2711        (if (cmp == GT_EXPR)
2712         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))
2713        (if (cmp == LE_EXPR)
2714         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
2715      (if (wi::eq_p (@1, min + 1))
2716       (switch
2717        (if (cmp == GE_EXPR)
2718         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))
2719        (if (cmp == LT_EXPR)
2720         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
2721      (if (wi::eq_p (@1, signed_max)
2722           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
2723           /* We will flip the signedness of the comparison operator
2724              associated with the mode of @1, so the sign bit is
2725              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
2726              max associated with this sign bit.  */
2727           && prec == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (arg1_type))
2728           /* signed_type does not work on pointer types.  */
2729           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
2730       /* The following case also applies to X < signed_max+1
2731          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
2732       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
2733        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
2734         (if (cmp == LE_EXPR)
2735          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
2736          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
2738 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
2739  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
2740  (simplify
2741   (cmp @0 REAL_CST@1)
2742   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
2743        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
2744    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
2745                             ? false : true, type); })))
2747 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
2748 (simplify
2749  (ne @0 integer_zerop)
2750  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2751       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2752   (non_lvalue @0)))
2753 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
2754 (simplify
2755  (eq @0 integer_onep)
2756  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2757       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2758   (non_lvalue @0)))
2759 /* Do not handle
2760    bool_var == 0 becomes !bool_var or
2761    bool_var != 1 becomes !bool_var
2762    here because that only is good in assignment context as long
2763    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
2764    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
2765    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
2767 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
2768    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
2769    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
2770    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
2771 (for cmp (lt le ge gt)
2772      out (gt gt le le)
2773  (simplify
2774   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
2775   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2776        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
2777        && wi::ne_p (@1, 0)
2778        && single_use (@2))
2779    (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::max_value
2780                (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), UNSIGNED) - @1); }))))
2782 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
2783    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
2784    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
2785 (for cmp (gt le)
2786  (simplify
2787   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
2788   (if (single_use (@2)
2789        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2790        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2791        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2792    (cmp @1 @0))))
2794 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
2795 /* A - B > A  */
2796 (for cmp (gt le)
2797      out (ne eq)
2798  (simplify
2799   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
2800   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2801        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
2802    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2803 /* A + B < A  */
2804 (for cmp (lt ge)
2805      out (ne eq)
2806  (simplify
2807   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
2808   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2809        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
2810    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2812 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
2813    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
2814 (for cmp (lt ge)
2815      out (ne eq)
2816  (simplify
2817   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
2818   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2819    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
2820     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
2822 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
2823    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
2824    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
2825    section that follows this one.
2827    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
2828    the following:
2830    - the rule describes an identity
2832    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
2833      multiplication
2835    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
2836      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
2837      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
2838      when the operand has that value.)  */
2840 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2841  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
2842  (simplify
2843   (mult (SQRT@1 @0) @1)
2844   (if (!HONOR_SNANS (type))
2845    @0))
2847  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
2848  (for root (SQRT CBRT)
2849   (simplify
2850    (mult (root:s @0) (root:s @1))
2851     (root (mult @0 @1))))
2853  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
2854  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2855   (simplify
2856    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
2857     (exps (plus @0 @1))))
2859  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
2860  (for root (SQRT CBRT)
2861   (simplify
2862    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
2863     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
2865  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
2866  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2867   (simplify
2868    (rdiv @0 (exps:s @1))
2869     (mult @0 (exps (negate @1)))))
2871  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
2872       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2873   /* logN(expN(x)) -> x.  */
2874   (simplify
2875    (logs (exps @0))
2876    @0)
2877   /* expN(logN(x)) -> x.  */
2878   (simplify
2879    (exps (logs @0))
2880    @0))
2882  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
2883     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
2884     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
2885  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
2886       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
2887   (simplify
2888    (logs (exps @0))
2889    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2890     (with {
2891       tree x;
2892       switch (exps)
2893         {
2894         CASE_CFN_EXP:
2895           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
2896           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
2897           break;
2898         CASE_CFN_EXP2:
2899           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
2900           x = build_real (type, dconst2);
2901           break;
2902         CASE_CFN_EXP10:
2903         CASE_CFN_POW10:
2904           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
2905           {
2906             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
2907             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
2908             x = build_real (type, dconst10);
2909           }
2910           break;
2911         default:
2912           gcc_unreachable ();
2913         }
2914       }
2915      (mult (logs { x; }) @0)))))
2917  (for logs (LOG LOG
2918             LOG2 LOG2
2919             LOG10 LOG10)
2920       exps (SQRT CBRT)
2921   (simplify
2922    (logs (exps @0))
2923    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2924     (with {
2925       tree x;
2926       switch (exps)
2927         {
2928         CASE_CFN_SQRT:
2929           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
2930           x = build_real (type, dconsthalf);
2931           break;
2932         CASE_CFN_CBRT:
2933           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
2934           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
2935           break;
2936         default:
2937           gcc_unreachable ();
2938         }
2939       }
2940      (mult { x; } (logs @0))))))
2942  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
2943  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
2944       pows (POW)
2945   (simplify
2946    (logs (pows @0 @1))
2947    (mult @1 (logs @0))))
2949  (for sqrts (SQRT)
2950       cbrts (CBRT)
2951       pows (POW)
2952       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2953   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
2954   (simplify
2955    (sqrts (exps @0))
2956    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
2957   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
2958   (simplify
2959    (cbrts (exps @0))
2960    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2961   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
2962   (simplify
2963    (pows (exps @0) @1)
2964    (exps (mult @0 @1))))
2966  /* tan(atan(x)) -> x.  */
2967  (for tans (TAN)
2968       atans (ATAN)
2969   (simplify
2970    (tans (atans @0))
2971    @0)))
2973 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
2974 (simplify
2975  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
2976  (abs @0))
2978 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
2979 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2980  (simplify
2981   (fns (fns @0))
2982   (fns @0)))
2983 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
2984 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2985  (simplify
2986   (fns integer_valued_real_p@0)
2987   @0))
2989 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
2990 (simplify
2991  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
2992  (abs @0))
2994 /* pow(1,x) -> 1.  */
2995 (simplify
2996  (POW real_onep@0 @1)
2997  @0)
2999 (simplify
3000  /* copysign(x,x) -> x.  */
3001  (COPYSIGN @0 @0)
3002  @0)
3004 (simplify
3005  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
3006  (COPYSIGN @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
3007  (abs @0))
3009 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
3010  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
3011  (simplify
3012   (scale real_zerop@0 @1)
3013   @0)
3014  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
3015  (simplify
3016   (scale @0 integer_zerop@1)
3017   @0)
3018  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
3019  (simplify
3020   (scale REAL_CST@0 @1)
3021   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
3022    @0)))
3024 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
3025    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
3027    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
3028    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
3029    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
3030    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
3032 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
3033  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
3034  (simplify
3035   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
3036    (SIN @0))
3038  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
3039  (simplify
3040   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
3041   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
3042    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
3044  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
3045  (simplify
3046   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
3047    (TAN @0))
3049  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
3050  (simplify
3051   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
3052    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
3054  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
3055  (simplify
3056   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
3057   (if (! HONOR_NANS (@0)
3058        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3059    (COS @0)))
3061  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
3062  (simplify
3063   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
3064   (if (! HONOR_NANS (@0)
3065        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3066    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
3068  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
3069  (simplify
3070   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
3071    (POW @0 (plus @1 @2)))
3073  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
3074  (simplify
3075   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
3076    (POW (mult @0 @2) @1))
3078  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
3079  (simplify
3080   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
3081    (POWI (mult @0 @2) @1))
3083  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
3084  (simplify
3085   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
3086   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
3087    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
3089  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
3090  (simplify
3091   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
3092    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
3094  (for sqrts (SQRT)
3095       cbrts (CBRT)
3096       pows (POW)
3097   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
3098   (simplify
3099    (sqrts (sqrts @0))
3100    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
3101   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
3102   (simplify
3103    (sqrts (cbrts @0))
3104    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
3105   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
3106   (simplify
3107    (cbrts (sqrts @0))
3108    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
3109   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
3110   (simplify
3111    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
3112    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
3113   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
3114   (simplify
3115    (sqrts (pows @0 @1))
3116    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
3117   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
3118   (simplify
3119    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
3120    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
3121   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
3122   (simplify
3123    (pows (sqrts @0) @1)
3124    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
3125   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
3126   (simplify
3127    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
3128    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
3129   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
3130   (simplify
3131    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
3132    (pows @0 (mult @1 @2))))
3134  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
3135  (simplify
3136   (CABS (complex @0 @0))
3137   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
3139  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
3140  (simplify
3141   (HYPOT @0 @0)
3142   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
3144  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
3145  (for cexps (CEXP)
3146       exps (EXP)
3147       cexpis (CEXPI)
3148   (simplify
3149    (cexps compositional_complex@0)
3150    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
3151     (complex
3152      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
3153      (mult @1 (imagpart @2)))))))
3155 (if (canonicalize_math_p ())
3156  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
3157  (for floors (FLOOR)
3158       truncs (TRUNC)
3159   (simplify
3160    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
3161    (truncs @0))))
3163 (match double_value_p
3164  @0
3165  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
3166 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
3167             BUILT_IN_FLOORL
3168             BUILT_IN_CEILL
3169             BUILT_IN_ROUNDL
3170             BUILT_IN_NEARBYINTL
3171             BUILT_IN_RINTL)
3172      tos (BUILT_IN_TRUNC
3173           BUILT_IN_FLOOR
3174           BUILT_IN_CEIL
3175           BUILT_IN_ROUND
3176           BUILT_IN_NEARBYINT
3177           BUILT_IN_RINT)
3178  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
3179  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
3180   (simplify
3181    (froms (convert double_value_p@0))
3182    (convert (tos @0)))))
3184 (match float_value_p
3185  @0
3186  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
3187 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
3188             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
3189             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
3190             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
3191             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
3192             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
3193      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
3194           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
3195           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
3196           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
3197           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
3198           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
3199  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
3200     if x is a float.  */
3201  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
3202       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
3203   (simplify
3204    (froms (convert float_value_p@0))
3205    (convert (tos @0)))))
3207 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
3208      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
3209  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
3210  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
3211   (simplify
3212    (froms (convert double_value_p@0))
3213    (tos @0))))
3215 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
3216             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
3217      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
3218  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
3219     if x is a float.  */
3220  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
3221   (simplify
3222    (froms (convert float_value_p@0))
3223    (tos @0))))
3225 (if (canonicalize_math_p ())
3226  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
3227  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
3228   (simplify
3229    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
3230    (fix_trunc @0))))
3232 (if (canonicalize_math_p ())
3233  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
3234  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
3235            ICEIL LCEIL LLCEIL
3236            IROUND LROUND LLROUND)
3237   (simplify
3238    (fns integer_valued_real_p@0)
3239    (fix_trunc @0)))
3240  (if (!flag_errno_math)
3241   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
3242   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
3243    (simplify
3244     (rints integer_valued_real_p@0)
3245     (fix_trunc @0)))))
3247 (if (canonicalize_math_p ())
3248  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
3249       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
3250       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
3251   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
3252      sizeof (int) == sizeof (long).  */
3253   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
3254        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
3255    (simplify
3256     (ifn @0)
3257     (lfn:long_integer_type_node @0)))
3258   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
3259      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
3260   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
3261        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
3262    (simplify
3263     (llfn @0)
3264     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
3266 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
3267 (simplify
3268  (CPROJ @0)
3269  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
3270    @0))
3272 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
3273    nonnegative, return (inf + 0i).  */
3274 (simplify
3275  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
3276  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
3277   { build_complex_inf (type, false); }))
3279 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
3280 (simplify
3281  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
3282  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
3283   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
3285 (for pows (POW)
3286      sqrts (SQRT)
3287      cbrts (CBRT)
3288  (simplify
3289   (pows @0 REAL_CST@1)
3290   (with {
3291     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3292     REAL_VALUE_TYPE tmp;
3293    }
3294    (switch
3295     /* pow(x,0) -> 1.  */
3296     (if (real_equal (value, &dconst0))
3297      { build_real (type, dconst1); })
3298     /* pow(x,1) -> x.  */
3299     (if (real_equal (value, &dconst1))
3300      @0)
3301     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
3302     (if (real_equal (value, &dconstm1))
3303      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
3304     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
3305     (if (flag_unsafe_math_optimizations
3306          && canonicalize_math_p ()
3307          && real_equal (value, &dconsthalf))
3308      (sqrts @0))
3309     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
3310     (if (flag_unsafe_math_optimizations
3311          && canonicalize_math_p ()
3312          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
3313              real_equal (value, &tmp)))
3314      (cbrts @0))))))
3316 /* powi(1,x) -> 1.  */
3317 (simplify
3318  (POWI real_onep@0 @1)
3319  @0)
3321 (simplify
3322  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
3323  (switch
3324   /* powi(x,0) -> 1.  */
3325   (if (wi::eq_p (@1, 0))
3326    { build_real (type, dconst1); })
3327   /* powi(x,1) -> x.  */
3328   (if (wi::eq_p (@1, 1))
3329    @0)
3330   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
3331   (if (wi::eq_p (@1, -1))
3332    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
3334 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
3336    These are conceptually similar to the transformations performed for
3337    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
3338    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
3340 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
3341    both operands are widening conversions from the same type as the outer
3342    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
3343    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
3344    operation and convert the result to the desired type.  */
3345 (for op (plus minus)
3346   (simplify
3347     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
3348     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3349          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
3350             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
3351          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3352          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3353          /* The precision of the type of each operand must match the
3354             precision of the mode of each operand, similarly for the
3355             result.  */
3356          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3357              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
3358          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3359              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3360          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
3361          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
3362          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3363          && types_match (@0, type)
3364          && (types_match (@0, @1)
3365              /* Or the second operand is const integer or converted const
3366                 integer from valueize.  */
3367              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
3368       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3369         (op @0 (convert @1))
3370         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3371          (convert (op (convert:utype @0)
3372                       (convert:utype @1))))))))
3374 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
3375    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
3376    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
3377    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
3378    arithmetic operation.  */
3379 (for op (minus plus)
3380  (simplify
3381   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
3382   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3383        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
3384           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
3385        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3386        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3387        /* The precision of the type of each operand must match the
3388           precision of the mode of each operand, similarly for the
3389           result.  */
3390        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3391            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
3392        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3393            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3394        && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
3395        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
3396        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3397        && types_match (@0, @1)
3398        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
3399            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3400        && (wi::bit_and (@4, wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
3401                         true, TYPE_PRECISION (type))) == 0))
3402    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3403     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
3404      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
3405     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3406      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
3407                (convert:utype @4))))))))
3409 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
3410    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
3411 (for op (lt le gt ge)
3412      ext (min min max max)
3413  (simplify
3414   (bit_and (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
3415   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3416        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
3417    (op @0 (ext @1 @2)))))
3419 (simplify
3420  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
3421  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
3422  { integer_zero_node; })
3424 (simplify
3425  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
3426  (SIGNBIT @0)
3427  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
3428   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
3430 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
3431 (for cmp (eq ne)
3432  (for op (plus minus)
3433       rop (minus plus)
3434   (simplify
3435    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3436    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
3437         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
3438         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
3439         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
3440     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
3441      (if (TREE_OVERFLOW (res))
3442       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3443       (if (single_use (@3))
3444        (cmp @0 { res; }))))))))
3445 (for cmp (lt le gt ge)
3446  (for op (plus minus)
3447       rop (minus plus)
3448   (simplify
3449    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3450    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
3451         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3452     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
3453      (if (TREE_OVERFLOW (res))
3454       {
3455         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
3456                                 "when simplifying conditional to constant"),
3457                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
3458         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
3459         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
3460         bool ovf_high = wi::lt_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3461                         != (op == MINUS_EXPR);
3462         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
3463       }
3464       (if (single_use (@3))
3465        (with
3466         {
3467           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
3468                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
3469                                   "X cmp C2 -+ C1"),
3470                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
3471         }
3472         (cmp @0 { res; })))))))))
3474 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
3476 (simplify
3477  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
3478  (switch
3479   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
3480        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
3481    (switch
3482     (if (integer_zerop (@2))
3483      (view_convert (realpart @0)))
3484     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
3485      (view_convert (imagpart @0)))))
3486   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3487        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3488        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
3489        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
3490        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
3491        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
3492             && integer_zerop (@2))
3493            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
3494               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
3495            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
3496                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
3497                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
3498                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
3499                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
3500                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3501                                             - TYPE_PRECISION (type))
3502                                          : 0)) == 0)))
3503    (convert @0))))
3505 /* Simplify vector extracts.  */
3507 (simplify
3508  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
3509  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3510       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3511           || (VECTOR_TYPE_P (type)
3512               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
3513   (with
3514    {
3515      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
3516                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
3517      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
3518      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
3519      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
3520      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
3521    }
3522    (if (n != 0
3523         && (idx % width) == 0
3524         && (n % width) == 0
3525         && ((idx + n) / width) <= TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor)))
3526     (with
3527      {
3528        idx = idx / width;
3529        n = n / width;
3530        /* Constructor elements can be subvectors.  */
3531        unsigned HOST_WIDE_INT k = 1;
3532        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
3533          {
3534            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
3535            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
3536              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
3537          }
3538      }
3539      (switch
3540       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
3541       (if ((idx % k) == 0 && (n % k) == 0)
3542        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
3543         { build_constructor (type, NULL); }
3544         (with
3545          {
3546            idx /= k;
3547            n /= k;
3548          }
3549          (if (n == 1)
3550           (if (idx < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
3551            { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx)->value; }
3552            { build_zero_cst (type); })
3553           {
3554             vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
3555             vec_alloc (vals, n);
3556             for (unsigned i = 0;
3557                  i < n && idx + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
3558               CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
3559                                       CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx + i)->value);
3560             build_constructor (type, vals);
3561           }))))
3562       /* The bitfield references a single constructor element.  */
3563       (if (idx + n <= (idx / k + 1) * k)
3564        (switch
3565         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / k)
3566          { build_zero_cst (type); })
3567         (if (n == k)
3568          { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / k)->value; })
3569         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / k)->value; }
3570                        @1 { bitsize_int ((idx % k) * width); })))))))))