Re: Refactor copying decl section names
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob349eab61d6b3e158c520586f3b35aa1b9157c62d
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2020 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p)
42 /* Operator lists.  */
43 (define_operator_list tcc_comparison
44   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
45 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
46   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
48   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
50   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
51 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
52 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
54 #include "cfn-operators.pd"
56 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
57    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
58    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
60    Also define operand lists:
62      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
63      X<FN> for all double functions, in the same order
64      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
65 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
66   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
67                                  BUILT_IN_L##FN##F \
68                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
69   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
70                               BUILT_IN_L##FN \
71                               BUILT_IN_LL##FN) \
72   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
73                                  BUILT_IN_L##FN##L \
74                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
77 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
81 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
82 (define_operator_list UNCOND_BINARY
83   plus minus
84   mult trunc_div trunc_mod rdiv
85   min max
86   bit_and bit_ior bit_xor
87   lshift rshift)
88 (define_operator_list COND_BINARY
89   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
90   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
91   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
92   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
93   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
95 /* Same for ternary operations.  */
96 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
97   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
98 (define_operator_list COND_TERNARY
99   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
101 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
102    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
103 (match (nop_convert @0)
104  (convert @0)
105  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
106 (match (nop_convert @0)
107  (view_convert @0)
108  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
109       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
110                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
111       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
113 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
114    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
115    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
116 (simplify (abs (convert @0))
117  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
118       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
119       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
120   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
121    (convert (absu:utype @0)))))
123 #if GIMPLE
124 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
125 (simplify
126  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
127  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
128       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
129       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
130   (abs @0)))
131 #endif
133 /* Simplifications of operations with one constant operand and
134    simplifications to constants or single values.  */
136 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
137   (simplify
138     (op @0 integer_zerop)
139     (non_lvalue @0)))
141 /* 0 +p index -> (type)index */
142 (simplify
143  (pointer_plus integer_zerop @1)
144  (non_lvalue (convert @1)))
146 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
147 (simplify
148  (pointer_diff @0 integer_zerop)
149  (convert @0))
151 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
152    Likewise if the operands are reversed.  */
153 (simplify
154  (plus:c @0 real_zerop@1)
155  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
156   (non_lvalue @0)))
158 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
159 (simplify
160  (minus @0 real_zerop@1)
161  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
162   (non_lvalue @0)))
164 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
165    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
166    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
167    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
168    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
169    would not raise it.   */
170 (for inner_op (plus minus)
171  (for outer_op (plus minus)
172   (simplify
173    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
174     (if (real_zerop (@1)
175          && real_zerop (@2)
176          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
177      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
178                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
179              bool outer_plus
180                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
181                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
182       (if (outer_plus && !inner_plus)
183        (outer_op @0 @2)
184        @3))))))
186 /* Simplify x - x.
187    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
188    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
189    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
190    is volatile.  */
191 (simplify
192  (minus @0 @0)
193  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
194   { build_zero_cst (type); }))
195 (simplify
196  (pointer_diff @@0 @0)
197  { build_zero_cst (type); })
199 (simplify
200  (mult @0 integer_zerop@1)
201  @1)
203 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
204    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
205    same in modes with signed zeros, since multiplying a
206    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
207 (simplify
208  (mult @0 real_zerop@1)
209  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
210   @1))
212 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
213    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
214 (simplify
215  (mult @0 real_onep)
216  (if (!HONOR_SNANS (type)
217       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
218           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
219   (non_lvalue @0)))
221 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
222 (simplify
223  (mult @0 real_minus_onep)
224   (if (!HONOR_SNANS (type)
225        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
226            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
227    (negate @0)))
229 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
230 (simplify
231  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
232   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
233        && get_nonzero_bits (@1) == 1
234        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
235    (bit_and @1 @2)))
237 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
238    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
239 (simplify
240  (mult @0 VECTOR_CST@1)
241  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
242       && !HONOR_SNANS (type)
243       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
244   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
245    (if (itype
246         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
247             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
248                 && optab_handler (and_optab,
249                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
250     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
251                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
253 (for cmp (gt ge lt le)
254      outp (convert convert negate negate)
255      outn (negate negate convert convert)
256  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
257  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
258  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
259  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
260  (simplify
261   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
262   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
263        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
264    (switch
265     (if (types_match (type, float_type_node))
266      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
267     (if (types_match (type, double_type_node))
268      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
269     (if (types_match (type, long_double_type_node))
270      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
271  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
272  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
273  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
274  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
275  (simplify
276   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
277   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
278        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
279    (switch
280     (if (types_match (type, float_type_node))
281      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
282     (if (types_match (type, double_type_node))
283      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
284     (if (types_match (type, long_double_type_node))
285      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
287 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
288 (simplify
289  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
290  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
291   (abs @0)))
293 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
294 (simplify
295  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
296  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
297   (negate (abs @0))))
299 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
300 (simplify
301  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
302  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
303   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
305 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
306 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
307   (simplify
308     (op @0 integer_onep)
309     (non_lvalue @0)))
311 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
312    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
313    toward zero.
314    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
315    Also also widening conversions, like:
316    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
317    or
318    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
319    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
320    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
321    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
322    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
323 (simplify
324  (trunc_div @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
325  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
326       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
327           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
328           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
329       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
330           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
331               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
332                   || (element_precision (type)
333                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
334                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
335                       && (tree_nonzero_bits (@0)
336                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
337                                       true,
338                                       element_precision (type))) == 0)))))
339   (rshift @0 @2)))
341 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
342    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
343    traps enables better optimizations than these anyway.  */
344 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
345  /* 0 / X is always zero.  */
346  (simplify
347   (div integer_zerop@0 @1)
348   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
349   (if (!integer_zerop (@1))
350    @0))
351   /* X / -1 is -X.  */
352  (simplify
353    (div @0 integer_minus_onep@1)
354    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
355     (negate @0)))
356  /* X / X is one.  */
357  (simplify
358   (div @0 @0)
359   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
360      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
361   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
362    { build_one_cst (type); }))
363  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
364  (simplify
365    (div:C @0 (abs @0))
366    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
367         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
368     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
369           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
370  /* X / -X is -1.  */
371  (simplify
372    (div:C @0 (negate @0))
373    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
374         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
375     { build_minus_one_cst (type); })))
377 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
378    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
379 (simplify
380  (floor_div @0 @1)
381  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
382       && TYPE_UNSIGNED (type))
383   (trunc_div @0 @1)))
385 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
386    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
387 (for div (trunc_div exact_div)
388  (simplify
389   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
390   (with {
391     wi::overflow_type overflow;
392     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
393                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
394    }
395    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
396         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
397     (if (!overflow)
398      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
399      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
400           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
401       { build_zero_cst (type); }))))))
403 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
404    overflow is different.  */
405 (simplify
406  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
407  (with {
408    wi::overflow_type overflow;
409    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
410                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
411   }
412   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
413      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
414   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
415    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
417 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
418    NaNs or Infinities.  */
419 (simplify
420  (rdiv @0 @0)
421  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
422       && ! HONOR_NANS (type)
423       && ! HONOR_INFINITIES (type))
424   { build_one_cst (type); }))
426 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
427    NaNs or Infinities.  */
428 (simplify
429  (rdiv:C @0 (negate @0))
430  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
431       && ! HONOR_NANS (type)
432       && ! HONOR_INFINITIES (type))
433   { build_minus_one_cst (type); }))
435 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
436 (simplify
437  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
438   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
439        && ! HONOR_NANS (type)
440        && ! HONOR_INFINITIES (type))
441    (switch
442     (if (types_match (type, float_type_node))
443      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
444     (if (types_match (type, double_type_node))
445      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
446     (if (types_match (type, long_double_type_node))
447      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
449 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
450 (simplify
451  (rdiv @0 real_onep)
452  (if (!HONOR_SNANS (type))
453   (non_lvalue @0)))
455 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
456 (simplify
457  (rdiv @0 real_minus_onep)
458  (if (!HONOR_SNANS (type))
459   (negate @0)))
461 (if (flag_reciprocal_math)
462  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
463  (simplify
464   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
465   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
467  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
468  (simplify
469   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
470   (with
471    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
472    (if (tem)
473     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
475  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
476  (simplify
477   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
478    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
480 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
481 (simplify
482  (rdiv @0 (negate @1))
483  (rdiv (negate @0) @1))
485 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
486  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
487     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
488  (for op (lt le gt ge)
489       neg_op (gt ge lt le)
490   (simplify
491    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
492    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
493     (switch
494      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
495       (op @1 @2))
496      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
497      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
498       (neg_op @1 @2)))))))
500 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
501 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
502  (simplify
503   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
504   (if (integer_pow2p (@2)
505        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
506        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
507        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
508    (rshift (convert @0)
509            { build_int_cst (integer_type_node,
510                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
512 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
513    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
514    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
515    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
516    tell if it is or not in a portable manner.  */
517 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
518  (simplify
519   (rdiv @0 cst@1)
520   (if (optimize)
521    (if (flag_reciprocal_math
522         && !real_zerop (@1))
523     (with
524      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
525      (if (tem)
526       (mult @0 { tem; } )))
527     (if (cst != COMPLEX_CST)
528      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
529       (if (inverse)
530        (mult @0 { inverse; } ))))))))
532 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
533  /* 0 % X is always zero.  */
534  (simplify
535   (mod integer_zerop@0 @1)
536   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
537   (if (!integer_zerop (@1))
538    @0))
539  /* X % 1 is always zero.  */
540  (simplify
541   (mod @0 integer_onep)
542   { build_zero_cst (type); })
543  /* X % -1 is zero.  */
544  (simplify
545   (mod @0 integer_minus_onep@1)
546   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
547    { build_zero_cst (type); }))
548  /* X % X is zero.  */
549  (simplify
550   (mod @0 @0)
551   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
552   (if (!integer_zerop (@0))
553    { build_zero_cst (type); }))
554  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
555  (simplify
556   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
557   @2)
558  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
559  (simplify
560   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
561   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
562        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
563        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
564                              TYPE_SIGN (type)))
565    { build_zero_cst (type); }))
566  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
567     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
568  (for cmp (eq ne)
569   (simplify
570    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
571    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
572     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
573      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
575 /* X % -C is the same as X % C.  */
576 (simplify
577  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
578   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
579        && !TREE_OVERFLOW (@1)
580        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
581        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
582        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
583        && !sign_bit_p (@1, @1))
584    (trunc_mod @0 (negate @1))))
586 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
587 (simplify
588  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
589  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
590       && !TYPE_UNSIGNED (type)
591       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
592       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
593       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
594          Y might be -1, because we would then change valid
595          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
596       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
597           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
598                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
599   (trunc_mod @0 (convert @1))))
601 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
602 (simplify
603  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
604  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
605   (convert (trunc_mod @0 @1))))
607 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
608    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
609    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
610    to A & ((C << N) - 1).
611    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
612    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
613    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
614    be UB.  */
615 (match (power_of_two_cand @1)
616  INTEGER_CST@1)
617 (match (power_of_two_cand @1)
618  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
619 (for mod (trunc_mod floor_mod)
620  (for shift (lshift rshift)
621   (simplify
622    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
623    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
624     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
625                                                       1); }))))))
626  (simplify
627   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
628   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
629         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
630         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
631         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
632    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
634 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
635 (simplify
636  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
637  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
638   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
639                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
640                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
641                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
643 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
644 (simplify
645  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
646  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
647   (bit_and @0 (negate @1))))
649 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
650 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
651  (simplify
652   (div (mult:c @0 @1) @1)
653   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
654        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
655    @0)))
657 (for op (negate abs)
658  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
659  (for coss (COS COSH)
660   (simplify
661    (coss (op @0))
662     (coss @0)))
663  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
664  (for pows (POW)
665   (simplify
666    (pows (op @0) REAL_CST@1)
667    (with { HOST_WIDE_INT n; }
668     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
669      (pows @0 @1)))))
670  /* Likewise for powi.  */
671  (for pows (POWI)
672   (simplify
673    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
674    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
675     (pows @0 @1))))
676  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
677  (for hypots (HYPOT)
678   (simplify
679    (hypots (op @0) @1)
680    (hypots @0 @1))
681   (simplify
682    (hypots @0 (op @1))
683    (hypots @0 @1)))
684  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
685  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
686   (simplify
687    (copysigns (op @0) @1)
688    (copysigns @0 @1))))
690 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
691 (simplify
692  (mult (abs@1 @0) @1)
693  (mult @0 @0))
695 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
696 (simplify
697  (mult (absu@1 @0) @1)
698  (mult (convert@2 @0) @2))
700 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
701 (for coss (COS COSH)
702      copysigns (COPYSIGN)
703  (simplify
704   (coss (copysigns @0 @1))
705    (coss @0)))
707 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
708 (for pows (POW)
709      copysigns (COPYSIGN)
710  (simplify
711   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
712   (with { HOST_WIDE_INT n; }
713    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
714     (pows @0 @1)))))
715 /* Likewise for powi.  */
716 (for pows (POWI)
717      copysigns (COPYSIGN)
718  (simplify
719   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
720   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
721    (pows @0 @1))))
723 (for hypots (HYPOT)
724      copysigns (COPYSIGN)
725  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
726  (simplify
727   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
728   (hypots @0 @2))
729  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
730  (simplify
731   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
732   (hypots @0 @1)))
734 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
735 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
736  (simplify
737   (copysigns @0 REAL_CST@1)
738   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
739    (negate (abs @0))
740    (abs @0))))
742 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
743 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
744  (simplify
745   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
746   (copysigns @0 @2)))
748 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
749 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
750  (simplify
751   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
752   (mult @0 @0)))
754 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
755 (for ccoss (CCOS CCOSH)
756  (simplify
757   (ccoss (negate @0))
758    (ccoss @0)))
760 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
761 (for ops (conj negate)
762  (for cabss (CABS)
763   (simplify
764    (cabss (ops @0))
765    (cabss @0))))
767 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
768 (simplify
769  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
770   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
771        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
772    (lshift @0 @2)))
774 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
775    into ((1 << C) >> x). */
776 (simplify
777  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
778   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
779        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
780        && single_use (@1))
781    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
782      (rshift (lshift @0 @2) @3)
783    (with
784     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
785     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
787 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
788 (simplify
789  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
790   (if (flag_associative_math
791        && single_use (@3))
792    (with
793     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
794     (if (tem)
795      (rdiv { tem; } @1)))))
797 /* Simplify ~X & X as zero.  */
798 (simplify
799  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
800   { build_zero_cst (type); })
802 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
803 (simplify
804   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
805   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
806     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
808 (for bitop (bit_and bit_ior)
809      cmp (eq ne)
810  /* PR35691: Transform
811     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
812     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
813  (simplify
814   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
815    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
816         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
817         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
818     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
819  /* Transform:
820     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
821     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
822  (simplify
823   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
824    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
825         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
826         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
827     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
829 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
830 (simplify
831  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
832   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
833 (simplify
834  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
835  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
836   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
838 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
839 (simplify
840  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
841   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
843 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
844 (for op (bit_ior bit_xor plus)
845  (simplify
846   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
847    (bit_xor @0 @1))
848  (simplify
849   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
850   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
851    (bit_xor @0 @1))))
853 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
854 (simplify
855   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
856   (bit_ior @0 @1))
858 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
859 (simplify
860  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
861  @2)
863 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
864 (simplify
865  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
866  (bit_not (bit_and @0 @1)))
868 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
869 (simplify
870  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
871  (bit_ior @0 @1))
873 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
874 (simplify
875  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
876  (bit_and @0 @1))
878 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
879 (simplify
880  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
881  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
883 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
884 (for op (bit_and bit_xor)
885  (simplify
886   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
887   @2))
889 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
890 (simplify
891  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
892  @2)
894 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
895 (simplify
896  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
897  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
899 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
900 (simplify
901  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
902  (bit_and @0 (bit_not @1)))
904 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
905 #if GIMPLE
906 (simplify
907  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
908  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
909       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
910   (bit_xor @0 @1)))
911 #endif
913 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
914    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
915    Similarly if (N & M) == 0,
916    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
917    and for - instead of + (or unary - instead of +)
918    and/or ^ instead of |.
919    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
920 (for op (plus minus)
921  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
922   (simplify
923    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
924     (with
925      { tree pmop[2];
926        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
927                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
928                                        NULL_TREE, pmop); }
929      (if (utype)
930       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
931                             (convert:utype { pmop[1]; }))
932                         (convert:utype @2))))))
933   (simplify
934    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
935     (with
936      { tree pmop[2];
937        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
938                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
939                                        @4, pmop); }
940      (if (utype)
941       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
942                             (convert:utype { pmop[1]; }))
943                         (convert:utype @2)))))))
944  (simplify
945   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
946    (with
947     { tree pmop[2];
948       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
949                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
950                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
951     (if (utype)
952      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
953                            (convert:utype { pmop[1]; }))
954                        (convert:utype @2)))))))
955 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
956  (simplify
957   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
958    (with
959     { tree pmop[2];
960       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
961                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
962                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
963     (if (utype)
964      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
965                        (convert:utype @1)))))))
967 /* X % Y is smaller than Y.  */
968 (for cmp (lt ge)
969  (simplify
970   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
971   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
972    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
973 (for cmp (gt le)
974  (simplify
975   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
976   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
977    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
979 /* x | ~0 -> ~0  */
980 (simplify
981  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
982  @1)
984 /* x | 0 -> x  */
985 (simplify
986  (bit_ior @0 integer_zerop)
987  @0)
989 /* x & 0 -> 0  */
990 (simplify
991  (bit_and @0 integer_zerop@1)
992  @1)
994 /* ~x | x -> -1 */
995 /* ~x ^ x -> -1 */
996 /* ~x + x -> -1 */
997 (for op (bit_ior bit_xor plus)
998  (simplify
999   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1000   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1002 /* x ^ x -> 0 */
1003 (simplify
1004   (bit_xor @0 @0)
1005   { build_zero_cst (type); })
1007 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1008 (simplify
1009   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1010   (bit_not @0))
1012 /* x & ~0 -> x  */
1013 (simplify
1014  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1015   (non_lvalue @0))
1017 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1018 (for bitop (bit_and bit_ior)
1019  (simplify
1020   (bitop @0 @0)
1021   (non_lvalue @0)))
1023 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1024 #if GIMPLE
1025 (simplify
1026  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1027  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1028       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1029   @0))
1030 #endif
1032 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1033 (simplify
1034  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1035  (plus @0 @1))
1036 (simplify
1037  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1038  (minus @0 @1))
1040 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1041 (simplify
1042  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1043  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1045 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1046 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1047 (for bitop (bit_and bit_ior)
1048  (simplify
1049   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1050   (bitop @0 (bit_not @1))))
1052 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1053 (simplify
1054  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1055  @2)
1057 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1058 (simplify
1059  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1060  (bit_not @0))
1062 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1063 (simplify
1064  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1065  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1067 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1068 (simplify
1069  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1070  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1072 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1073 (simplify
1074  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1075  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1077 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1078 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1079 (for bitop (bit_and bit_ior)
1080      rbitop (bit_ior bit_and)
1081  (simplify
1082   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1083   (bitop @1 @2)))
1085 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1086 (simplify
1087  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1088  (bit_xor @0 @1))
1090 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1091 (simplify
1092  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1093  (bit_and @0 @1))
1095 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1096 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1097 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1098 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1099  (simplify
1100   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1101   (bit_ior @0 @1)))
1103 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1104 (simplify
1105  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1106  (plus @0 @1))
1108 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1109 (simplify
1110  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1111  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1112       && !TYPE_SATURATING (type))
1113   (bit_and @0 @1)))
1115 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1116 (simplify
1117  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1118  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1119       && !TYPE_SATURATING (type))
1120   (bit_ior @0 @1)))
1122 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1123 (simplify
1124  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1125  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1127 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1128 (simplify
1129  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1130  (bit_and @0 @1))
1132 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1133 (simplify
1134  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1135  (bit_xor @0 @1))
1137 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1138 (simplify
1139  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1140  (bit_xor @0 @1))
1142 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1143 (simplify
1144  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1145  (bit_and @0 @1))
1147 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1148 (simplify
1149  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1150  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1152 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1153 (simplify
1154  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1155  (bit_xor @0 @1))
1157 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1158 (simplify
1159  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1160                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1161        integer_all_onesp)
1162  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1163       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1164       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1165       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1166  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1167 (simplify
1168  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1169                                integer_all_onesp))
1170        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1171  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1172       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1173       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1174       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1175  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1176 (simplify
1177  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1178        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1179                                integer_onep)))
1180  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1181       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1182       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1183       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1184  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1186 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1187    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1188 (for op (bit_and bit_ior)
1189      rop (bit_ior bit_and)
1190  (simplify
1191   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1192   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1193        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1194    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1196 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1197    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1198    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1199    simplifications.  */
1200 (for op (bit_xor plus)
1201  (simplify
1202   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1203       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1204   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1205        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1206        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1207    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1209 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1210 (simplify
1211  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1212  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1213   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1215 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1216 (simplify
1217  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1218  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1219       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1220   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1222 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1223 (simplify
1224  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1225  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1226   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1228 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1229 (for opo (bit_and bit_xor)
1230      opi (bit_xor bit_and)
1231  (simplify
1232   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1233   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1235 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1236    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1237    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1238    constants are involved.  For example, convert
1239      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1240    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1241 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1242      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1243  (simplify
1244   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1245   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1246        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1247    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1249 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1250 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1251    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1252 (for op (bit_and bit_ior)
1253  (simplify
1254   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1255   @2))
1256 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1257 (simplify
1258  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1259  (convert @0))
1260 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1261    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1262 (for op (bit_and bit_ior)
1263  (simplify
1264   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1265   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1266        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1267    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1268     (op @3 (convert @2))
1269     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1270      (op (convert @1) @5))))))
1271 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1272 (simplify
1273  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1274  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1275       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1276   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1278 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1279    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1280 (simplify
1281  (abs (abs@1 @0))
1282  @1)
1284 (simplify
1285  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1286  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1287   @1))
1289 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1290 (simplify
1291  (abs (negate @0))
1292  (abs @0))
1294 (simplify
1295  (absu (negate @0))
1296  (absu @0))
1298 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1299 (simplify
1300  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1301  @0)
1303 (simplify
1304  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1305  (convert @0))
1307 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1308 (match negate_expr_p
1309  INTEGER_CST
1310  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1311        && TYPE_UNSIGNED (type))
1312       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1313           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1314 (match negate_expr_p
1315  FIXED_CST)
1316 (match negate_expr_p
1317  (negate @0)
1318  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1319 (match negate_expr_p
1320  REAL_CST
1321  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1322 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1323    ways.  */
1324 (match negate_expr_p
1325  VECTOR_CST
1326  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1327 (match negate_expr_p
1328  (minus @0 @1)
1329  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1330       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1331           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1332           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1334 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1335 (simplify
1336  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1337   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1338        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1339    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1341 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1342 (simplify
1343  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1344  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1345       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1346   (minus (negate @1) @0)))
1348 /* -(A - B) -> B - A.  */
1349 (simplify
1350  (negate (minus @0 @1))
1351  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1352       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1353           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1354           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1355   (minus @1 @0)))
1356 (simplify
1357  (negate (pointer_diff @0 @1))
1358  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1359   (pointer_diff @1 @0)))
1361 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1362 (simplify
1363  (minus @0 negate_expr_p@1)
1364  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1365  (plus @0 (negate @1))))
1367 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1368    when profitable.
1369    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1370    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1371    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1372    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1373 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1374  (simplify
1375   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1376   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1377          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1378          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1379         || types_match (@0, @1))
1380        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1381           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1382           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1383           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1384           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1385        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1386        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1387               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1388            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1389            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1390               mode.  */
1391            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1392            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1393               of its mode.  */
1394            || !type_has_mode_precision_p (type)
1395            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1396               in smaller IL.  */
1397            || (GIMPLE
1398                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1399                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1400                && single_use (@2)
1401                && single_use (@3))))
1402    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1403  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1404     in smaller IL.  */
1405  (simplify
1406   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1407   (if (GIMPLE
1408        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1409        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1410        && types_match (type, @0))
1411    (bitop @0 (convert @1)))))
1413 (for bitop (bit_and bit_ior)
1414      rbitop (bit_ior bit_and)
1415   /* (x | y) & x -> x */
1416   /* (x & y) | x -> x */
1417  (simplify
1418   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1419   @0)
1420  /* (~x | y) & x -> x & y */
1421  /* (~x & y) | x -> x | y */
1422  (simplify
1423   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1424   (bitop @0 @1)))
1426 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1427 (simplify
1428   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1429   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1431 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1432 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1433  (simplify
1434   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1435   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1436    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1437       folded to a constant.  */
1438    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1439    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1440       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1441       the values involved are such that the operation can't be decided at
1442       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1443       that combination can be decided at compile time.
1445       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1446       oscillation.  */
1447    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1448     (if (cst1)
1449      (bitop @1 { cst1; })
1450      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1451       (if (cst2)
1452        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1454 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1455    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1456 (match truth_valued_p
1457  @0
1458  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1459 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1460  (match truth_valued_p
1461   (op @0 @1)))
1462 (match truth_valued_p
1463   (truth_not @0))
1465 (match (logical_inverted_value @0)
1466  (truth_not @0))
1467 (match (logical_inverted_value @0)
1468  (bit_not truth_valued_p@0))
1469 (match (logical_inverted_value @0)
1470  (eq @0 integer_zerop))
1471 (match (logical_inverted_value @0)
1472  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1473 (match (logical_inverted_value @0)
1474  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1476 /* X & !X -> 0.  */
1477 (simplify
1478  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1479  { build_zero_cst (type); })
1480 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1481 (for op (bit_ior bit_xor)
1482  (simplify
1483   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1484   { constant_boolean_node (true, type); }))
1485 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1486 (for op (eq ne)
1487  (simplify
1488   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1489   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1491 /* ~~x -> x */
1492 (simplify
1493   (bit_not (bit_not @0))
1494   @0)
1496 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1497 (simplify
1498  (bit_not (convert? (negate @0)))
1499  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1500       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1501   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1503 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1504 (simplify
1505  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1506  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1508 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1509 (simplify
1510  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1511  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1512       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1513   (convert (negate @0))))
1514 (simplify
1515  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1516  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1517       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1518   (convert (negate @0))))
1520 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1521 (simplify
1522  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1523  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1524   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1525 (simplify
1526  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1527  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1528   (convert (bit_xor @0 @1))))
1530 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1531 (simplify
1532  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1533  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1534   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1536 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1537 (simplify
1538  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1539  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1541 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1542 (simplify
1543  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1544  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1545       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1546   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1548 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1549 (for cmp (gt lt ge le)
1550 (simplify
1551  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1552   (if (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@2))
1553    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1555 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1556    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1557 (for cmp (eq ne)
1558  (simplify
1559   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1560   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1561        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1562        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1563    (cmp @0 @2))))
1565 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1566    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1567 (for cmp (eq ne)
1568  (simplify
1569   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1570   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1571        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1572        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1573    (cmp @0 @2))))
1575 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1576    x * C RELOP y * C into:
1578    x RELOP y for nonnegative C
1579    y RELOP x for negative C  */
1580 (for cmp (lt gt le ge)
1581  (simplify
1582   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1583   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1584        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1585    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1586     (cmp @0 @2)
1587    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1588         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1589     (cmp @2 @0))))))
1591 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1592 (for cmp (le gt)
1593      icmp (gt le)
1594  (simplify
1595   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1596    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1597         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1598         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1599         && (wi::to_wide (@2)
1600             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1601     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1602      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1604 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1605 (for cmp (simple_comparison)
1606  (simplify
1607   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1608   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1609        && types_match (@0, @1))
1610    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1611     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1612      (cmp @1 @0)
1613      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1614       (with
1615        {
1616         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1617        }
1618        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1619     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1620      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1621       (cmp @0 @1)
1622       (with
1623        {
1624         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1625        }
1626        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1628 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1629 (for cmp (simple_comparison)
1630  (simplify
1631   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1632   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1633        && integer_nonzerop (@1)
1634        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1635        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1636    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1637            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1638                                                    &neg_overflow); }
1639     (switch
1640      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1641        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1642         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1643         (if (code == LT_EXPR)
1644          (lt @0 { lo; })
1645          (ge @0 { lo; }))))
1646      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1647        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1648         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1649         (if (code == LE_EXPR)
1650          (le @0 { hi; })
1651          (gt @0 { hi; }))))
1652      (if (!lo && !hi)
1653       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1654      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1655       (ge @0 { lo; }))
1656      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1657       (le @0 { hi; }))
1658      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1659       (lt @0 { lo; }))
1660      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1661       (gt @0 { hi; }))
1662      (if (GENERIC)
1663       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1664                            lo, hi); })
1665      (with
1666       {
1667         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1668         if (etype)
1669           {
1670             hi = fold_convert (etype, hi);
1671             lo = fold_convert (etype, lo);
1672             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1673           }
1674       }
1675       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1676        (if (code == EQ_EXPR)
1677         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1678         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1680 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1681 (for op (lt le ge gt)
1682  (simplify
1683   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1684   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1685        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1686    (op @0 @1))))
1687 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1688 (for op (eq ne minus)
1689  (simplify
1690   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1691   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1692        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1693            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1694    (op @0 @1))))
1696 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1697 (for op (lt le ge gt)
1698  (simplify
1699   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1700   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1701        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1702    (op @0 @1))))
1703 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1704 (for op (eq ne minus)
1705  (simplify
1706   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1707   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1708        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1709            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1710    (op @0 @1))))
1711 /* And for pointers...  */
1712 (for op (simple_comparison)
1713  (simplify
1714   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1715   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1716    (op @0 @1))))
1717 (simplify
1718  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1719  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1720       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1721   (pointer_diff @0 @1)))
1723 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1724 (for op (lt le ge gt)
1725  (simplify
1726   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1727   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1728        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1729    (op @1 @0))))
1730 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1731 (for op (eq ne minus)
1732  (simplify
1733   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1734   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1735        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1736            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1737    (op @1 @0))))
1738 /* And for pointers...  */
1739 (for op (simple_comparison)
1740  (simplify
1741   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1742   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1743    (op @1 @0))))
1744 (simplify
1745  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1746  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1747       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1748   (pointer_diff @1 @0)))
1750 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1751 (for op (lt le gt ge)
1752  (simplify
1753   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1754   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1755        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1756        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1757        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1758    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1759 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1760 (for op (eq ne)
1761  (simplify
1762   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1763   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1764        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1765            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1766        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1767        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1768        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1769    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1770  (simplify
1771   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1772   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1773        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1774        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1775    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1777 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1778    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1779 (for op (simple_comparison)
1780  (simplify
1781   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1782   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1783        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1784            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1785                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1786        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1787    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1789 /* Transform:
1790    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1791    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1792 (for cmp (eq ne)
1793      ocmp (lt ge)
1794  (simplify
1795   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1796   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1797        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1798        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1799        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1800    (ocmp @0 @1))))
1802 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1803 (for cmp (eq ne)
1804  (simplify
1805   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1806   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1807    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1809 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1810    possibly set.  */
1811 (match with_possible_nonzero_bits
1812  INTEGER_CST@0)
1813 (match with_possible_nonzero_bits
1814  SSA_NAME@0
1815  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1816 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1817 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1818  with_possible_nonzero_bits@0)
1819 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1820  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1822 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1823    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1824 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1825  INTEGER_CST@0)
1826 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1827  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1829 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1830 (for cmp (eq ne)
1831  (simplify
1832   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1833   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1834    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1836 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1837    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1838    zero throughout its computed value range,
1839    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1840    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1841    and 0's otherwise.
1842    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1843    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1844    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1846 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1847      outer_op (bit_xor bit_ior)
1848 (simplify
1849  (outer_op
1850   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1851  (with
1852   {
1853     bool fail = false;
1854     wide_int zero_mask_not;
1855     wide_int C0;
1856     wide_int cst_emit;
1858     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1859       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1860     else
1861       fail = true;
1863     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1864       {
1865         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1866         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1867       }
1868     else
1869       {
1870         C0 = wi::to_wide (@0);
1871         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1872       }
1873   }
1874   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1875    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1876    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1877     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1879 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1880 (simplify
1881   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1882   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1884 /* Pattern match
1885      tem1 = (long) ptr1;
1886      tem2 = (long) ptr2;
1887      tem3 = tem2 - tem1;
1888      tem4 = (unsigned long) tem3;
1889      tem5 = ptr1 + tem4;
1890    and produce
1891      tem5 = ptr2;  */
1892 (simplify
1893   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1894   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1895   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1896        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1897             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1898    @1))
1899 (simplify
1900   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1901   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1902    (convert @1)))
1904 /* Pattern match
1905      tem = (sizetype) ptr;
1906      tem = tem & algn;
1907      tem = -tem;
1908      ... = ptr p+ tem;
1909    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1910      ... = ptr & ~algn;  */
1911 (simplify
1912   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1913   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1914    (bit_and @0 { algn; })))
1916 /* Try folding difference of addresses.  */
1917 (simplify
1918  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1919  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1920   (with { poly_int64 diff; }
1921    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1922     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1923 (simplify
1924  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1925  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1926   (with { poly_int64 diff; }
1927    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1928     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1929 (simplify
1930  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1931  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1932       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1933   (with { poly_int64 diff; }
1934    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1935     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1936 (simplify
1937  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1938  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1939       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1940   (with { poly_int64 diff; }
1941    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1942     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1944 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
1945 (simplify
1946  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
1947  (if (POINTER_TYPE_P (type))
1948   { build_fold_addr_expr_with_type
1949       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
1950                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
1951                type); }))
1953 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1954    be able to fold this expression using the object or function's
1955    alignment.  */
1956 (simplify
1957  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1958  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1959       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1960   (with
1961    {
1962      unsigned int align;
1963      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1964      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1965    }
1966    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1967     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1968                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1970 (match min_value
1971  INTEGER_CST
1972  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1973       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
1975 (match max_value
1976  INTEGER_CST
1977  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1978       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
1980 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
1981    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
1982 (for eqne (eq ne)
1983  (simplify
1984   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
1985    (switch
1986     (if (eqne == EQ_EXPR)
1987      { constant_boolean_node (false, type); })
1988     (if (eqne == NE_EXPR)
1989      @2)
1990     )))
1992 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
1993    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
1994 (for eqne (eq ne)
1995  (simplify
1996   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
1997    (switch
1998     (if (eqne == EQ_EXPR)
1999      { constant_boolean_node (false, type); })
2000     (if (eqne == NE_EXPR)
2001      @2)
2002     )))
2004 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2005 (simplify
2006  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2007   @2)
2009 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2010 (simplify
2011  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2012   @2)
2014 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2015 (simplify
2016  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2017   @2)
2019 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2020 (simplify
2021  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2022   { constant_boolean_node (true, type); })
2024 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2025 (simplify
2026  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2027   @2)
2029 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2030 (simplify
2031  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2032   @2)
2034 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2035    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2036 (for eqne (eq ne)
2037  (simplify
2038   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2039    (switch
2040     (if (eqne == EQ_EXPR)
2041      @2)
2042     (if (eqne == NE_EXPR)
2043      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2045 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2046    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2048 (for code1 (eq ne)
2049  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2050   (simplify
2051    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2052     (with
2053      {
2054       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2055       bool val;
2056       switch (code2)
2057          {
2058         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2059         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2060         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2061         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2062         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2063         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2064         default: gcc_unreachable ();
2065         }
2066      }
2067      (switch
2068       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2069       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2070       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2072 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2074 (for code1 (lt le gt ge)
2075  (for code2 (lt le gt ge)
2076   (simplify
2077   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2078    (with
2079     {
2080      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2081     }
2082     (switch
2083      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2084      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2085           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2086       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2087        @3
2088        @4))
2089      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2090      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2091           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2092       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2093        @3
2094        @4))
2095      /* Check for singleton ranges.  */
2096      (if (cmp == 0
2097           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2098             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2099       (eq @0 @1))
2100      /* Check for disjoint ranges.  */
2101      (if (cmp <= 0
2102           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2103           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2104       { constant_boolean_node (false, type); })
2105      (if (cmp >= 0
2106           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2107           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2108       { constant_boolean_node (false, type); })
2109      )))))
2111 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2112    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2114 (for code1 (eq ne)
2115  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2116   (simplify
2117    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2118     (with
2119      {
2120       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2121       bool val;
2122       switch (code2)
2123         {
2124         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2125         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2126         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2127         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2128         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2129         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2130         default: gcc_unreachable ();
2131         }
2132      }
2133      (switch
2134       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2135       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2136       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2138 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2140 (for code1 (lt le gt ge)
2141  (for code2 (lt le gt ge)
2142   (simplify
2143   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2144    (with
2145     {
2146      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2147     }
2148     (switch
2149      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2150      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2151           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2152       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2153        @4
2154        @3))
2155      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2156      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2157           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2158       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2159        @4
2160        @3))
2161      /* Check for singleton ranges.  */
2162      (if (cmp == 0
2163           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2164               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2165       (ne @0 @2))
2166      /* Check for disjoint ranges.  */
2167      (if (cmp >= 0
2168           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2169           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2170       { constant_boolean_node (true, type); })
2171      (if (cmp <= 0
2172           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2173           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2174       { constant_boolean_node (true, type); })
2175      )))))
2177 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2178 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2180  /* Contract negates.  */
2181  /* A + (-B) -> A - B */
2182  (simplify
2183   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2184   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2185   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2186        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2187    (with
2188     {
2189      tree t1 = type;
2190      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2191          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2192        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2193     }
2194     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2195  /* A - (-B) -> A + B */
2196  (simplify
2197   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2198   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2199        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2200    (with
2201     {
2202      tree t1 = type;
2203      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2204          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2205        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2206     }
2207     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2208  /* -(T)(-A) -> (T)A
2209     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2210     happen without overflow.  */
2211  (simplify
2212   (negate (convert (negate @1)))
2213   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2214        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2215            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2216                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2217        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2218        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2219    (convert @1)))
2220  (simplify
2221   (negate (convert negate_expr_p@1))
2222   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2223        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2224             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2225             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2226            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2227    (convert (negate @1))))
2228  (simplify
2229   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2230   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2231        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2232    (view_convert @1)))
2234  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2235     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2236  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2237       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2239   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2240      irrespective of overflow issues.  */
2241   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2242   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2243   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2244   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2245   (simplify
2246    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2247    (view_convert @1))
2248   (simplify
2249    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2250    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2251         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2252    (negate (view_convert @1))
2253    (view_convert (negate @1))))
2254   (simplify
2255    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2256    (view_convert @0))
2257   (simplify
2258    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2259     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2260          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2261      (negate (view_convert @1))
2262      (view_convert (negate @1))))
2263   (simplify
2264    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2265    (view_convert @1))
2266   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2267   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2268   /* More cases are handled with comparisons.  */
2269   (simplify
2270    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2271    (plus @2 @1))
2272   (simplify
2273    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2274    (minus @2 @1))
2275   (simplify
2276    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2277    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2278         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2279     (pointer_diff @2 @1)))
2280   (simplify
2281    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2282    (plus @1 @2))
2284   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2285      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2286      scalars.  */
2287   (for outer_op (plus minus)
2288    (for inner_op (plus minus)
2289         neg_inner_op (minus plus)
2290     (simplify
2291      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2292                CONSTANT_CLASS_P@2)
2293      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2294      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2295       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2296          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2297       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2298        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2299         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2300         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2301       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2302            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2303        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2304         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2305         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2306        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2307           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2308           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2309        (if (types_match (type, @0))
2310         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2311                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2312                                         type, @1, @2); }
2313          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2314           (inner_op @0 { cst; } )
2315           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2316           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2317                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2318            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2319            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2320            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2321             (if (utype)
2322              (view_convert (inner_op
2323                             (view_convert:utype @0)
2324                             (view_convert:utype
2325                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2327   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2328   (for outer_op (plus minus)
2329    (simplify
2330     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2331     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2332     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2333      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2334         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2335      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2336       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2337      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2338           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2339       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2340       (if (types_match (type, @0))
2341        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2342         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2343          (minus { cst; } @0))))))))
2345   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2346      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2347      scalars.  */
2348   (simplify
2349    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2350    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2351    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2352     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2353       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2354     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2355      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2356     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2357          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2358      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2359      (if (types_match (type, @0))
2360       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2361        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2362         (plus { cst; } @0)))))))
2364 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2365 #if GIMPLE
2366   (simplify
2367    (plus (convert SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2368     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2369          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2370          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2371          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2372      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2373         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2374      (with
2375       {
2376         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2377                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2378         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2380         wide_int w1
2381           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2382                             TYPE_SIGN (inner_type));
2384         wide_int wmin0, wmax0;
2385         if (get_range_info (@0, &wmin0, &wmax0) == VR_RANGE)
2386           {
2387             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2388             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2389           }
2390       }
2391      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2392       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2393      )))
2394 #endif
2396 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2397 #if GIMPLE
2398   (for op (plus minus)
2399    (simplify
2400     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2401      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2402           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2403           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2404           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2405           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2406           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2407        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2408 #endif
2410 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2411    to a simple value.  */
2412 #if GIMPLE
2413   (for op (plus minus)
2414    (simplify
2415     (op (convert @0) (convert @1))
2416      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2417           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2418           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2419           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2420           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2421           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2422       (convert (op! @0 @1)))))
2423 #endif
2425   /* ~A + A -> -1 */
2426   (simplify
2427    (plus:c (bit_not @0) @0)
2428    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2429     { build_all_ones_cst (type); }))
2431   /* ~A + 1 -> -A */
2432   (simplify
2433    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2434    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2435     (negate (convert @0))))
2437   /* -A - 1 -> ~A */
2438   (simplify
2439    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2440    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2441         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2442     (bit_not (convert @0))))
2444   /* -1 - A -> ~A */
2445   (simplify
2446    (minus integer_all_onesp @0)
2447    (bit_not @0))
2449   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2450   (simplify
2451    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2452     (convert? @0))
2453    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2454         /* For integer types, if A has a smaller type
2455            than T the result depends on the possible
2456            overflow in P + A.
2457            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2458            However, if an overflow in P + A would cause
2459            undefined behavior, we can assume that there
2460            is no overflow.  */
2461         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2462             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2463     (convert @1)))
2464   (simplify
2465    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2466     (convert @0))
2467    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2468         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2469            final type requires a sign- or zero-extension,
2470            then we have to punt - it is not defined which
2471            one is correct.  */
2472         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2473             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2474             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2475     (convert @1)))
2476    (simplify
2477     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2478     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2479        thus sign-extended if necessary.  */
2480     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2481      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2482         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2483         we don't want to diagnose overflow here.  */
2484      (convert (view_convert:stype @1))))
2486   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2487   (simplify
2488    (minus (convert? @0)
2489     (convert (plus:c @@0 @1)))
2490    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2491         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2492         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2493     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2494      (convert (negate (convert:utype @1))))
2495     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2496          /* For integer types, if A has a smaller type
2497             than T the result depends on the possible
2498             overflow in P + A.
2499             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2500             However, if an overflow in P + A would cause
2501             undefined behavior, we can assume that there
2502             is no overflow.  */
2503          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2504              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2505      (negate (convert @1)))))
2506   (simplify
2507    (minus (convert @0)
2508     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2509    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2510         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2511         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2512     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2513      (convert (negate (convert:utype @1))))
2514     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2515          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2516             final type requires a sign- or zero-extension,
2517             then we have to punt - it is not defined which
2518             one is correct.  */
2519          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2520              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2521              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2522      (negate (convert @1)))))
2523    (simplify
2524     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2525     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2526        thus sign-extended if necessary.  */
2527     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2528      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2529         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2530         we don't want to diagnose overflow here.  */
2531      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2533   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2534   (simplify
2535    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2536     (convert (plus:c @0 @2)))
2537    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2538         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2539         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2540         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2541     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2542      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2543     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2544           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2545          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2546              /* For integer types, if A has a smaller type
2547                 than T the result depends on the possible
2548                 overflow in P + A.
2549                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2550                 However, if an overflow in P + A would cause
2551                 undefined behavior, we can assume that there
2552                 is no overflow.  */
2553              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2554                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2555                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2556                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2557      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2558   (simplify
2559    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2560     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2561    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2562         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2563         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2564     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2565      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2566     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2567          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2568             final type requires a sign- or zero-extension,
2569             then we have to punt - it is not defined which
2570             one is correct.  */
2571          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2572              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2573              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2574              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2575              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2576      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2577    (simplify
2578     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
2579      (pointer_diff @0 @1))
2580    (simplify
2581     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2582     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2583        thus sign-extended if necessary.  */
2584     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2585      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2586         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2587         we don't want to diagnose overflow here.  */
2588      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2589             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2591 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2592     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2593 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2594      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2595  (for plusminus (plus minus)
2596   (simplify
2597    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2598    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2599         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2600         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2601             && tree_expr_nonzero_p (@0)
2602             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2603     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
2604      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2605         original operand (but not on both).  */
2606      (mult (plusminus @1 @2) @0)
2607 #if GIMPLE
2608      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
2609 #endif
2610   )))
2611   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2612   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2613    (simplify
2614     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2615     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2616           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2617           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2618              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2619              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2620              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2621           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2622               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2623                    && expr_not_equal_to (@0,
2624                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2625                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2626                       ? expr_not_equal_to (@2,
2627                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2628                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2629                       : (expr_not_equal_to (@2,
2630                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2631                          && expr_not_equal_to (@2,
2632                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2633                                 + 1))))))
2634          && single_use (@3))
2635      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2636    (simplify
2637     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2638     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2639           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2640           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2641              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2642              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2643              for @0 0 and @2 min.  */
2644           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2645               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2646                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2647                        || expr_not_equal_to (@0,
2648                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2649                   || expr_not_equal_to (@2,
2650                         (plusminus == PLUS_EXPR
2651                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2652                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2653          && single_use (@3))
2654      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2656 #if GIMPLE
2657 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2658    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2659 (simplify
2660  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2661   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2662        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2663        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type))
2664    (with { tree t = type;
2665            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2666            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2667                                              element_precision (type));
2668            w += 1;
2669            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2670                                         : t, w);
2671            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2672     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2673 (simplify
2674  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2675   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2676        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2677        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2678        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2679        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type))
2680    (with { tree t = type;
2681            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2682            unsigned int prec = element_precision (type);
2683            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2684            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2685            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2686                                         : t, w);
2687            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2688     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2689 #endif
2691 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2693 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2694  (simplify
2695   (minmax @0 @0)
2696   @0))
2697 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2698 (simplify
2699  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2700  @1)
2701 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2702 (simplify
2703  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2704  @1)
2705 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2706 (simplify
2707  (max:c @0 (negate @0))
2708  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2709       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2710           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2711   (abs @0)))
2712 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2713 (simplify
2714  (min:c @0 (negate @0))
2715  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2716       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2717           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2718   (negate (abs @0))))
2719 (simplify
2720  (min @0 @1)
2721  (switch
2722   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2723        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2724        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2725    @1)
2726   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2727        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2728        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2729    @0)))
2730 (simplify
2731  (max @0 @1)
2732  (switch
2733   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2734        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2735        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2736    @1)
2737   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2738        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2739        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2740    @0)))
2742 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2743 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2744 (simplify
2745  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2746   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2747    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2748     @2
2749     @0)))
2751 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2752 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2753 (simplify
2754  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2755   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2756    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2757     @0
2758     @2)))
2760 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2761    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2762 (for minmax (min max)
2763  (simplify
2764   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2765   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2766        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2767        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2768        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2769    (minmax @1 (convert @2)))))
2771 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2772  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2773     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2774  (simplify
2775   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2776   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2777        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2778    @0)))
2779 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2780    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2781    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2782    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2783    worry about it either.  */
2784 (if (flag_finite_math_only)
2785  (simplify
2786   (FMIN_ALL @0 @1)
2787   (min @0 @1))
2788  (simplify
2789   (FMAX_ALL @0 @1)
2790   (max @0 @1)))
2791 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2792 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2793      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2794  (simplify
2795   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2796   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2797        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2798            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2799    (negate (maxmin @0 @1)))))
2800 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2801    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2802 (for minmax (min max)
2803  maxmin (max min)
2804  (simplify
2805   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2806   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2808 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2809 (for minmax (min min max max)
2810      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2811      out    (le  gt  ge  lt )
2812  (simplify
2813   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2814   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2815    (out @0 @1))))
2816 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2817    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2818 (for cmp (eq ne)
2819  (simplify
2820   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2821   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2822                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2823    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2824    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2825                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2826     (cmp @0 @2)))))
2827 (for cmp (eq ne)
2828  (simplify
2829   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2830   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2831                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2832    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2833    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2834                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2835     (cmp @0 @2)))))
2836 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2837 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2838      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2839      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2840  (simplify
2841   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2842   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2844 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
2845    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
2846    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
2847 (for cmp (simple_comparison)
2848  (simplify
2849   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
2850                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2851   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2852        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2853        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2854        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2855        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2856            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2857        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2858    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2859  (simplify
2860   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
2861                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2862   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2863        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2864        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2865        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2866        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2867            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2868        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2869    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2870  /* Similarly with ^ instead of - though in that case with :c.  */
2871  (simplify
2872   (bit_xor:c @0 (bit_and:c (bit_xor:c @0 @1)
2873                            (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2874   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2875        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2876        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2877        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2878        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2879            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2880        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2881    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
2883 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2885 (for rotate (lrotate rrotate)
2886  (simplify
2887   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2888   @0))
2890 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2891 (simplify
2892  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2893  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2894       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2895   @0))
2897 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2898 (simplify
2899  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
2900  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2901   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
2902   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2904 (simplify
2905  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
2906  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
2907       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
2908          long as the low TYPE_PRECISION (type)
2909          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
2910       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
2911       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2912       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2913       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2914       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
2915           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
2916                         TYPE_PRECISION (type)
2917                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
2918   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2920 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2921    types.  */
2922 (simplify
2923  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2924  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2925       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2926   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2928 /* Optimize x >> x into 0 */
2929 (simplify
2930  (rshift @0 @0)
2931   { build_zero_cst (type); })
2933 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2934  (simplify
2935   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2936   (non_lvalue @0))
2937  (simplify
2938   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2939   @0)
2940  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2941     if vector2 is uniform.  */
2942  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2943   (simplify
2944    (shiftrotate @0 vec@1)
2945    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2946     (if (tem)
2947      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2949 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2950    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2951 #if GIMPLE
2952 (for shift (lshift rshift)
2953  (simplify
2954   (shift @0 SSA_NAME@1)
2955    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2956     (with {
2957       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2958       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2959      }
2960      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2961       @0)))))
2962 #endif
2964 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2965    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2966 (simplify
2967  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2968  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2969                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2970                                            element_precision (type)), @1); }))
2972 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2973 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2974  (simplify
2975   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2976   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2977    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2978         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2979         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2980         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2981     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2982                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2983      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2984         being well defined.  */
2985      (if (low >= prec)
2986       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2987        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2988        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2989         { build_zero_cst (type); }
2990         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2991       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2994 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2995    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2996 (for cmp (ne eq)
2997      icmp (eq ne)
2998  (simplify
2999   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
3000   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3002 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3003    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3004    if CST2 != 0.  */
3005 (for cmp (ne eq)
3006  (simplify
3007   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3008   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3009    (if (cand < 0
3010         || (!integer_zerop (@2)
3011             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3012     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3013     (if (!integer_zerop (@2)
3014          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3015      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3017 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3018         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3019    if the new mask might be further optimized.  */
3020 (for shift (lshift rshift)
3021  (simplify
3022   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3023            INTEGER_CST@2)
3024    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3025         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3026         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3027         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3028         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3029     (with
3030      {
3031        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3032        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3033        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3034        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3035        unsigned int prec;
3037        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3038          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3039        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3040                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3041          {
3042            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3043            tree arg00 = @0;
3044            /* See if more bits can be proven as zero because of
3045               zero extension.  */
3046            if (@3 != @0
3047                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3048              {
3049                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3050                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3051                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3052                  {
3053                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3054                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3055                    if (shiftc < prec)
3056                      shift_type = inner_type;
3057                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3058                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3059                       is all ones.  */
3060                  }
3061              }
3062            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3063            if (shiftc < prec)
3064              {
3065                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3066                zerobits <<= prec - shiftc;
3067              }
3068            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3069               can contain actually sign bits, so no transformation is
3070               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3071               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3072            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3073                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3074              {
3075                if ((mask & zerobits) == 0)
3076                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3077                else
3078                  zerobits = 0;
3079              }
3080          }
3081      }
3082      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3083      (if ((mask & zerobits) == mask)
3084       { build_int_cst (type, 0); }
3085       (with { newmask = mask | zerobits; }
3086        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3087         (with
3088          {
3089            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3090               mode's mask.  */
3091            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3092                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3093              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3094                break;
3095          }
3096          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3097               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3098           (with
3099            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3100            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3101             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3102              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3103              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3105 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3106    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3107 (for shift (lshift rshift)
3108  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3109   (simplify
3110    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3111    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3112     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3113      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
3115 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3116 (simplify
3117  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3118   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3119        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3120            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3121            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3122    (with
3123     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3124      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3126 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3127    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3128 (for rotate (lrotate rrotate)
3129  (simplify
3130   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3131    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3132          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3133          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3134         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3135             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3136     (with
3137      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3138       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3140 /* Simplifications of conversions.  */
3142 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3143 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3144  (simplify
3145   (cvt @0)
3146   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3147        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3148    @0)))
3150 /* Contract view-conversions.  */
3151 (simplify
3152   (view_convert (view_convert @0))
3153   (view_convert @0))
3155 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3156    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3157 (simplify
3158   (view_convert @0)
3159   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3160        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3161        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3162    (convert @0)))
3164 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3165    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3166 (simplify
3167   (view_convert (convert@0 @1))
3168   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3169        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3170        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3171        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3172            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3173                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3174    (view_convert @1)))
3176 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3177 (simplify
3178   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3179   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3180        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3181    { build_zero_cst (type); }))
3183 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3184    barriers can be removed.  */
3185 (simplify
3186  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3187  @0)
3188 (simplify
3189  (paren (paren@1 @0))
3190  @1)
3192 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3193 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3194  (for icvt (convert float)
3195   (simplify
3196    (ocvt (icvt@1 @0))
3197    (with
3198     {
3199       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3200       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3201       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3202       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3203       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3204       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3205       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3206       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3207       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3208       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3209       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3210       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3211       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3212       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3213       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3214       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3215       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3216       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3217       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3218       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3219     }
3220    (switch
3221     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3222        handled below, if we are converting something to its own
3223        type via an object of identical or wider precision, neither
3224        conversion is needed.  */
3225     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3226           || (GENERIC
3227               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3228          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3229              || (inter_float && final_float))
3230          && inter_prec >= final_prec)
3231      (ocvt @0))
3233     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3234        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3235        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3236        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3237        then we sometimes need the middle conversion.  */
3238     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3239          && (final_int || final_float)
3240          && inter_prec >= inside_prec
3241          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3242      (ocvt @0))
3244     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3245        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3246        final conversion does not change precision we can drop the
3247        intermediate conversion.  */
3248     (if (inside_int && inter_int && final_int
3249          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3250               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3251              || final_prec == inter_prec))
3252      (ocvt @0))
3254     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3255         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3256         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3257         - the intermediate type is narrower than both initial and
3258           final, or
3259         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3260           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3261         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3262           intermediate and final types differ, or
3263         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3264           initial and intermediate types differ.  */
3265     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3266          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3267          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3268          && ! (inside_int && inter_int
3269                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3270                && inter_prec < final_prec)
3271          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3272              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3273          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3274          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3275      (ocvt @0))
3277     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3278        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3279     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3280          && final_int && inter_int && inside_int
3281          && final_prec == inside_prec
3282          && final_prec > inter_prec
3283          && inter_unsignedp)
3284      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3285                               (inside_type,
3286                                wi::mask (inter_prec, false,
3287                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3289     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3290        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3291        floating-point conversion.  */
3292     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3293          && inside_int && inter_float && final_int &&
3294          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3295          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3296      (convert @0)))))))
3298 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3299    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3300    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3301 (simplify
3302   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3303   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3304        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3305        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3306        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3307                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3308    (convert @0)))
3311 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3312 (simplify
3313   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3314   (convert @0))
3316 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3317 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3318      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3319   (simplify
3320    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3321    @0))
3323 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3324 (for op (plus minus)
3325  (simplify
3326   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3327   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3328        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3329    (with
3330      {
3331        wi::overflow_type overflow;
3332        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3333                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3334      }
3335      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3336          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3337       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3338       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3339        (convert (op (convert:utype @0)
3340                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3342 /* Canonicalization of binary operations.  */
3344 /* Convert X + -C into X - C.  */
3345 (simplify
3346  (plus @0 REAL_CST@1)
3347  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3348   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3349    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3350     (minus @0 { tem; })))))
3352 /* Convert x+x into x*2.  */
3353 (simplify
3354  (plus @0 @0)
3355  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3356   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3357   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3358    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3360 /* 0 - X  ->  -X.  */
3361 (simplify
3362  (minus integer_zerop @1)
3363  (negate @1))
3364 (simplify
3365  (pointer_diff integer_zerop @1)
3366  (negate (convert @1)))
3368 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3369    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3370    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3371 (simplify
3372  (minus real_zerop@0 @1)
3373  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
3374   (negate @1)))
3376 /* Transform x * -1 into -x.  */
3377 (simplify
3378  (mult @0 integer_minus_onep)
3379  (negate @0))
3381 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3382    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3383 (simplify
3384  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3385  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3386       && single_use (@3)
3387       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3388   (mult (mult @0 @2) @1)))
3390 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3391    number.  */
3392 (match compositional_complex
3393  (convert? (complex @0 @1)))
3395 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3396 (simplify
3397  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3398  @0)
3399 (simplify
3400  (realpart (complex @0 @1))
3401  @0)
3402 (simplify
3403  (imagpart (complex @0 @1))
3404  @1)
3406 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3407 (simplify
3408  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3409  (convert (realpart @0)))
3410 (simplify
3411  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3412  (convert (negate (imagpart @0))))
3413 (for part (realpart imagpart)
3414  (for op (plus minus)
3415   (simplify
3416    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3417    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3418 (simplify
3419  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3420  (convert (COS @0)))
3421 (simplify
3422  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3423  (convert (SIN @0)))
3425 /* conj(conj(x)) -> x  */
3426 (simplify
3427  (conj (convert? (conj @0)))
3428  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3429   (convert @0)))
3431 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3432 (simplify
3433  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3434  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3435   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3437 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3438 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
3439  (simplify
3440   (bswap (bswap @0))
3441   @0)
3442  (simplify
3443   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3444   (bit_not @0))
3445  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3446   (simplify
3447    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3448    (bitop @0 (bswap @1)))))
3451 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
3453 /* Simplify constant conditions.
3454    Only optimize constant conditions when the selected branch
3455    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
3456    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
3457    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
3458    this one as we depend on doing this transform before possibly
3459    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
3460    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
3461    genmatch cannot handle.  */
3462 (simplify
3463  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
3464  (if (integer_zerop (@0))
3465   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
3466    @2)
3467   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
3468    @1)))
3469 (simplify
3470  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
3471  (if (integer_all_onesp (@0))
3472   @1
3473   (if (integer_zerop (@0))
3474    @2)))
3476 #if GIMPLE
3477 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
3478 (for op (negate bit_not abs absu)
3479  (simplify
3480   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
3481   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
3483 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
3484 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
3485          rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
3486          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
3487 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
3488  (simplify
3489   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
3490   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
3492 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
3493  (simplify
3494   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
3495   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
3496  (simplify
3497   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
3498   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
3499 #endif
3501 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
3502    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
3503    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
3504 (simplify
3505  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
3506  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3507   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
3508 (simplify
3509  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
3510  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3511   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
3512 (simplify
3513  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
3514  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3515   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3516 (simplify
3517  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
3518  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3519   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3521 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
3522 (simplify
3523  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
3524  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3525   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
3526 (simplify
3527  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3528  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3529   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
3530 (simplify
3531  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
3532  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3533   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3534 (simplify
3535  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3536  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3537   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3539 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
3540    types are compatible.  */
3541 (simplify
3542  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
3543  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
3544       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3545   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
3546    (bit_not @0)
3547    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
3548     @0))))
3550 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
3551    be extended.  */
3552 /* This pattern implements two kinds simplification:
3554    Case 1)
3555    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
3556      1) Conversions are type widening from smaller type.
3557      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
3558      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
3559    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
3560    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
3561    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
3562    referred var is always benefitial for complicated cases.
3564    Case 2)
3565    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
3566 (for cmp (lt le gt ge eq)
3567  (simplify
3568   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
3569   (with
3570    {
3571      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
3572      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
3573      enum tree_code code = ERROR_MARK;
3575      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
3576          && int_fits_type_p (@2, from_type)
3577          && (types_match (c1_type, from_type)
3578              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3579                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3580                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
3581          && (types_match (c2_type, from_type)
3582              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3583                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3584                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
3585        {
3586          if (cmp != EQ_EXPR)
3587            {
3588              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
3589                {
3590                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3591                  if (cmp == LE_EXPR)
3592                    code = LT_EXPR;
3593                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3594                  if (cmp == GT_EXPR)
3595                    code = GE_EXPR;
3596                }
3597              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
3598                {
3599                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3600                  if (cmp == LT_EXPR)
3601                    code = LE_EXPR;
3602                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3603                  if (cmp == GE_EXPR)
3604                    code = GT_EXPR;
3605                }
3606              if (code != ERROR_MARK
3607                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
3608                {
3609                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3610                    code = MIN_EXPR;
3611                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3612                    code = MAX_EXPR;
3613                }
3614            }
3615          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
3616          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
3617            code = EQ_EXPR;
3618        }
3619    }
3620    (if (code == MAX_EXPR)
3621     (convert (max @1 (convert @2)))
3622     (if (code == MIN_EXPR)
3623      (convert (min @1 (convert @2)))
3624      (if (code == EQ_EXPR)
3625       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
3626                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
3628 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
3630      1) OP is PLUS or MINUS.
3631      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
3632      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
3634    This pattern also handles special cases like:
3636      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
3637         integer zero.  In this case,
3638           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
3639           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
3640      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
3641         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
3642         code.
3644    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
3645    simplified at the moment because C standard requires additional
3646    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
3647    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
3648 (for op (plus minus)
3649  (for cmp (lt le gt ge)
3650   (simplify
3651    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3652    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
3653     (if (types_match (from_type, to_type)
3654          /* Check if it is special case A).  */
3655          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3656              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
3657              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
3658              && integer_zerop (@1)
3659              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
3660      (with
3661       {
3662         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
3663         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
3664         wide_int real_c1;
3665         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3666         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3667         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3668         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
3670         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
3671             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
3672             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
3673         if (!types_match (from_type, to_type))
3674           {
3675             if (cmp_code == LT_EXPR)
3676               cmp_code = GT_EXPR;
3677             if (cmp_code == GE_EXPR)
3678               cmp_code = LE_EXPR;
3679             c1 = wi::max_value (to_type);
3680           }
3681         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
3682            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
3683            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
3684            if it is undefined.  */
3685         if (op == PLUS_EXPR)
3686           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
3687         else
3688           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
3690         code = cmp_code;
3691         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
3692           {
3693             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
3694                by adjusting comparison operation if necessary.  */
3695             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3696                 && !overflow)
3697               {
3698                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3699                 if (cmp_code == LE_EXPR)
3700                   code = LT_EXPR;
3701                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3702                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3703                   code = GE_EXPR;
3704               }
3705             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3706                 && !overflow)
3707               {
3708                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3709                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3710                   code = LE_EXPR;
3711                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3712                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3713                   code = GT_EXPR;
3714               }
3715             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3716               {
3717                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3718                   code = MIN_EXPR;
3719                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3720                   code = MAX_EXPR;
3721               }
3722           }
3723       }
3724       (if (code == MAX_EXPR)
3725        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3726            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3727        (if (code == MIN_EXPR)
3728         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3729             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3731 (for cnd (cond vec_cond)
3732  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3733  (simplify
3734   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3735   (cnd @0 @1 @3))
3736  (simplify
3737   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3738   (cnd @0 @1 @3))
3739  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3740  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3741     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3742     The following is still important to merge then and else arm cases
3743     from if-conversion.  */
3744  (simplify
3745   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3746   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3747    (cnd @0 @1 @3)))
3748  (simplify
3749   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3750   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3751    (cnd @0 @3 @4)))
3753  /* A ? B : B -> B.  */
3754  (simplify
3755   (cnd @0 @1 @1)
3756   @1)
3758  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3759  (simplify
3760   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3761   (cnd @0 @2 @1)))
3763 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3764    return all -1 or all 0 results.  */
3765 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3766    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3767 (simplify
3768  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3769  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3770       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3771                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3772       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3773           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3774   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3776 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3777 (simplify
3778  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3779  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3780       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3781                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3782       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3783           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3784   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3787 /* Simplifications of comparisons.  */
3789 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3790    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3791    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3792 (for cmp  (le gt)
3793      acmp (lt ge)
3794  (simplify
3795   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3796   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3797    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
3798      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3799                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3800                                                      wi::to_wide (cst)
3801                                                      + 1)); })))))
3802 (for cmp  (ge lt)
3803      acmp (gt le)
3804  (simplify
3805   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3806   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3807    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
3808     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3809                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3810                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
3812 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3813    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3814    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3815    that with expression code iteration.  */
3816 (for cmp (tcc_comparison)
3817      icmp (inverted_tcc_comparison)
3818      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3819  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3820     and handle some more cases by using
3821       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3822     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3823     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3824  (simplify
3825   (bit_not (cmp @0 @1))
3826   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3827        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3828    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3829       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3830       a computed operator in the replacement tree thus we have
3831       to play the trick below.  */
3832    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3833              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3834     (if (ic == icmp)
3835      (icmp @0 @1)
3836      (if (ic == ncmp)
3837       (ncmp @0 @1))))))
3838  (simplify
3839   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3840   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3841             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3842    (if (ic == icmp)
3843     (icmp @0 @1)
3844     (if (ic == ncmp)
3845      (ncmp @0 @1))))))
3847 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3848    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3849    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3850    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3851    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3852 (for cmp (eq ne)
3853  (for sub (minus pointer_diff)
3854   (simplify
3855    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3856    (if (single_use (@2))
3857     (cmp @0 @1)))))
3859 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3860    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3861    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3862    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3863 (for cmp (simple_comparison)
3864      scmp (swapped_simple_comparison)
3865  (simplify
3866   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3867   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3868   (if (integer_zerop (@1))
3869    (cmp @1 @2)
3870    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3871         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3872         && single_use (@3))
3873     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3874     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3875      (scmp @0 @2)
3876      (cmp @0 @2))))))
3878 /* For integral types with undefined overflow fold
3879    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
3880    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
3881    Z / 2^n Z.  */
3882 (for cmp (eq ne)
3883  (simplify
3884   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3885   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3886        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3887        && wi::to_wide (@1) != 0)
3888    (with { widest_int quot; }
3889     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
3890                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
3891      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
3892      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3893    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3894         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3895         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
3896     (cmp @0
3897      {
3898        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3899        int p = TYPE_PRECISION (itype);
3900        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
3901        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
3902        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
3903                                     p, TYPE_SIGN (itype));
3904        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
3905      })))))
3907 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3908    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3909 (for cmp (eq ge le)
3910  (simplify
3911   (cmp @0 @0)
3912   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3913        || ! HONOR_NANS (@0))
3914    { constant_boolean_node (true, type); }
3915    (if (cmp != EQ_EXPR)
3916     (eq @0 @0)))))
3917 (for cmp (ne gt lt)
3918  (simplify
3919   (cmp @0 @0)
3920   (if (cmp != NE_EXPR
3921        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3922        || ! HONOR_NANS (@0))
3923    { constant_boolean_node (false, type); })))
3924 (for cmp (unle unge uneq)
3925  (simplify
3926   (cmp @0 @0)
3927   { constant_boolean_node (true, type); }))
3928 (for cmp (unlt ungt)
3929  (simplify
3930   (cmp @0 @0)
3931   (unordered @0 @0)))
3932 (simplify
3933  (ltgt @0 @0)
3934  (if (!flag_trapping_math)
3935   { constant_boolean_node (false, type); }))
3937 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3938 (for cmp (simple_comparison)
3939  (simplify
3940   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3941   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3942    (cmp @1 @0))))
3944 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3945 (for cmp (simple_comparison)
3946      scmp (swapped_simple_comparison)
3947  (simplify
3948   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3949   (if (single_use (@2)
3950        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3951    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3953 (for cmp (simple_comparison)
3954  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3955  (simplify
3956   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3957   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3958        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3959            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3960        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3961            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3962    (with
3963     {
3964       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3965       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3966         {
3967           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3968           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3969               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3970             type1 = float_type_node;
3971           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3972               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3973             type1 = double_type_node;
3974         }
3975       tree newtype
3976         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3977            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3978     }
3979     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3980      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3982  (simplify
3983   (cmp @0 REAL_CST@1)
3984   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3985   (switch
3986    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3987    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3988     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3989    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3990    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3991         && ! HONOR_SNANS (@1))
3992     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3993    /* Fold comparisons against infinity.  */
3994    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3995         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3996     (with
3997      {
3998        REAL_VALUE_TYPE max;
3999        enum tree_code code = cmp;
4000        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
4001        if (neg)
4002          code = swap_tree_comparison (code);
4003      }
4004      (switch
4005       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
4006       (if (code == GT_EXPR
4007            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4008        { constant_boolean_node (false, type); })
4009       (if (code == LE_EXPR)
4010        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
4011        (if (! HONOR_NANS (@0))
4012         { constant_boolean_node (true, type); }
4013         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
4014            an "invalid" exception.  */
4015         (if (!flag_trapping_math)
4016          (eq @0 @0))))
4017       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
4018          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
4019       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4020            || code == GE_EXPR)
4021        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4022         (if (neg)
4023          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4024          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4025       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
4026       (if (code == LT_EXPR)
4027        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4028         (if (neg)
4029          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4030          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4031       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
4032          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
4033       (if (code == NE_EXPR)
4034        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4035         (if (! HONOR_NANS (@0))
4036          (if (neg)
4037           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4038           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
4039          (if (neg)
4040           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4041           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
4043  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
4044     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
4045     comparison with a revised real constant as long as no overflow
4046     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
4047  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4048   (for op (plus minus)
4049    (simplify
4050     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4051     (with
4052      {
4053        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
4054                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
4055      }
4056      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4057       (cmp @0 { tem; }))))))
4059  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
4060     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
4061     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
4062     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
4063  (if (flag_associative_math)
4064   (simplify
4065    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
4066    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
4067     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4068      (cmp { tem; } @1)))))
4070  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
4071  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
4072   (for sq (SQRT)
4073    (simplify
4074     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
4075     (switch
4076      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4077       (switch
4078        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
4079        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4080         { constant_boolean_node (false, type); })
4081        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
4082           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
4083        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
4084         { constant_boolean_node (true, type); })
4085        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
4086        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
4087      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4088       (switch
4089        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
4090        (if (cmp == LT_EXPR)
4091         { constant_boolean_node (false, type); })
4092        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
4093        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
4094         { constant_boolean_node (true, type); })
4095        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
4096        (if (cmp == LE_EXPR)
4097         (eq @0 @1))
4098        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
4099           == or !=.  In the last case:
4101             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
4103           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
4104           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
4105        (cmp @0 @1)))
4106      (if ((cmp == LT_EXPR
4107            || cmp == LE_EXPR
4108            || cmp == GT_EXPR
4109            || cmp == GE_EXPR)
4110           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4111           /* Give up for -frounding-math.  */
4112           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
4113       (with
4114        {
4115          REAL_VALUE_TYPE c2;
4116          enum tree_code ncmp = cmp;
4117          const real_format *fmt
4118            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
4119          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
4120                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
4121          real_convert (&c2, fmt, &c2);
4122          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
4123             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
4124          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
4125            {
4126              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4127                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
4128              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4129                ncmp = ERROR_MARK;
4130              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4131                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
4132                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
4133              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4134                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
4135                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
4136              else
4137                {
4138                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
4139                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
4140                     to be adjusted.  */
4141                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
4142                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4143                    tow = dconst0;
4144                  else
4145                    real_inf (&tow);
4146                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
4147                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
4148                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
4149                    ncmp = ERROR_MARK;
4150                  else
4151                    {
4152                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4153                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
4154                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4155                        ncmp = ERROR_MARK;
4156                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
4157                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
4158                        c2 = c2alt;
4159                    }
4160                }
4161            }
4162        }
4163        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4164         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4165          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
4166          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
4167           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4168           { constant_boolean_node (false, type); })
4169          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
4170          (if (ncmp != ERROR_MARK)
4171           (if (ncmp == GE_EXPR)
4172            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4173            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4174         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
4175         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4176          (switch
4177           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
4178              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
4179           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4180            { constant_boolean_node (true, type); })
4181           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
4182              don't care about NaNs.  */
4183           (if (! HONOR_NANS (@0))
4184            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4185           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
4186              don't care about Infinities.  */
4187           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4188            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4189           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4190           (if (GENERIC)
4191            (truth_andif
4192             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4193             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4194          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4195          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4196           (if (ncmp == LT_EXPR)
4197            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4198            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4199           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4200           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4201            (if (ncmp == LT_EXPR)
4202             (truth_andif
4203              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4204              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4205             (truth_andif
4206              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4207              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4208    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4209    (simplify
4210     (cmp (sq @0) (sq @1))
4211       (if (! HONOR_NANS (@0))
4212         (cmp @0 @1))))))
4214 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4215 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4216      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4217  (simplify
4218   (cmp (float@0 @1) (float @2))
4219    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4220         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4221     (with
4222      {
4223        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
4224        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4225        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
4226        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
4227        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
4228      }
4229      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
4230           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
4231       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
4232        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
4233        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
4234             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
4235         (icmp @1 (convert @2))
4236         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
4237              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
4238          (icmp (convert:type2 @1) @2)
4239          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
4240               && type1_signed_p == type2_signed_p)
4241           (icmp @1 @2))))))))))
4243 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
4244 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
4245      icmp (le le eq ne ge ge)
4246  (simplify
4247   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
4248    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4249         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4250     (with
4251      {
4252        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4253        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
4254        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4255        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
4256           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
4257           TODO: relax under -fno-trapping-math or
4258           -fno-signaling-nans.  */
4259        bool exception_p
4260          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
4261                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
4262      }
4263      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
4264         -fno-trapping-math.  */
4265      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
4266       (with
4267        {
4268          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
4269          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
4270          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
4271          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
4273          REAL_VALUE_TYPE icst;
4274          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4275            real_ceil (&icst, fmt, cst);
4276          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4277            real_floor (&icst, fmt, cst);
4278          else
4279            real_trunc (&icst, fmt, cst);
4281          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
4283          bool overflow_p = false;
4284          wide_int icst_val
4285            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
4286        }
4287        (switch
4288         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
4289         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
4290          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4291                                   type); })
4292         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
4293          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4294                                   type); })
4295         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
4296         (if (cst_int_p)
4297          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
4298                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
4299         )
4300         /* When CST is fractional, optimize
4301             (FTYPE) N == CST -> 0
4302             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
4303         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4304          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4305         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
4306         (with
4307          {
4308            gcc_checking_assert (!overflow_p);
4309          }
4310          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
4312 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
4313 (for cmp (eq ne)
4314  (simplify
4315   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
4316   (if (!integer_zerop (@1))
4317    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
4318     (cmp @0 @2)
4319     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4320      (with
4321       {
4322         wi::overflow_type ovf;
4323         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4324                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4325       }
4326       (if (ovf)
4327        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4328        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
4329 (for cmp (lt le gt ge)
4330  (simplify
4331   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4332   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4333    (with
4334     {
4335       wi::overflow_type ovf;
4336       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4337                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4338     }
4339     (if (ovf)
4340      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
4341                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
4342                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
4343      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
4345 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
4347    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
4348    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
4349    multiplication computed modulo 2^size.
4350    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
4351 (for cmp  (lt le gt ge)
4352      cmp2 (ge ge lt lt)
4353  (simplify
4354   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4355   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
4356        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4357        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4358    (with
4359     {
4360       tree utype = TREE_TYPE (@2);
4361       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
4362       wide_int right = wi::to_wide (@2);
4363       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4364       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4365       bool small = wi::leu_p (right, smax);
4366       bool large = wi::geu_p (right, smin);
4367     }
4368     (if (small || large)
4369      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
4370      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
4372 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
4373 (simplify
4374  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
4375  (if (types_match (@0, @1))
4376   (unordered @0 @1)))
4377 (simplify
4378  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
4379  (if (types_match (@0, @1))
4380   (ordered @0 @1)))
4381 (simplify
4382  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
4383  @2)
4384 (simplify
4385  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
4386  @2)
4388 /* Simple range test simplifications.  */
4389 /* A < B || A >= B -> true.  */
4390 (for test1 (lt le le le ne ge)
4391      test2 (ge gt ge ne eq ne)
4392  (simplify
4393   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4394   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4395        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4396    { constant_boolean_node (true, type); })))
4397 /* A < B && A >= B -> false.  */
4398 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
4399      test2 (ge gt eq gt eq gt)
4400  (simplify
4401   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4402   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4403        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4404    { constant_boolean_node (false, type); })))
4406 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
4407    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
4409    Note that comparisons
4410      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
4411      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
4412    will be canonicalized to above so there's no need to
4413    consider them here.
4414  */
4416 (for cmp (le gt)
4417      eqcmp (eq ne)
4418  (simplify
4419   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4420   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4421    (with
4422     {
4423      tree ty = TREE_TYPE (@0);
4424      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
4425      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
4426      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
4427      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
4428     }
4429     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
4430          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
4431       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
4432              { build_zero_cst (ty); }))))))
4434 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
4435 (for cmp (tcc_comparison)
4436      scmp (swapped_tcc_comparison)
4437  (simplify
4438   (cmp (negate @0) (negate @1))
4439   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4440        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4441            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4442    (scmp @0 @1)))
4443  (simplify
4444   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4445   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4446        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4447            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4448    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
4449     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4450      (scmp @0 { tem; }))))))
4452 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
4453 (for op (eq ne)
4454  (simplify
4455   (op (abs @0) zerop@1)
4456   (op @0 @1)))
4458 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
4459    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
4460 (for cmp (simple_comparison)
4461  (simplify
4462   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
4463   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4464        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
4465           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
4466        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
4467             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4468                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
4469                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
4470                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
4471        && single_use (@0))
4472    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4473         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4474             || @1 != @10)
4475         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4476             || cmp == NE_EXPR
4477             || cmp == EQ_EXPR)
4478         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
4479     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
4480        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
4481        constant which fold_convert produces.  */
4482     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4483      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
4484                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
4485      (cmp @00 (convert @1)))
4487     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
4488      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
4489      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4490            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4491            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4492                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
4493           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
4494               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
4495                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
4496                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4497                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
4498               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4499                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4500                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
4501       (cmp @00 (convert @10))
4502       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4503            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4504            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
4505        (with
4506         {
4507           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4508           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4509           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
4510           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
4511         }
4512         (if (above || below)
4513          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4514           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
4515           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4516            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
4517            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4518             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
4520 (for cmp (eq ne)
4521  (simplify
4522   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
4523   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
4524   (with
4525    { poly_int64 off; tree base; }
4526    /* A local variable can never be pointed to by
4527       the default SSA name of an incoming parameter.  */
4528    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
4529         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
4530         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
4531         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
4532         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
4533     (if (cmp == NE_EXPR)
4534      { constant_boolean_node (true, type); }
4535      { constant_boolean_node (false, type); })
4536     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
4537     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
4538          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
4539          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
4540      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
4541       (if (known_ne (off, 0))
4542        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4543        (if (known_eq (off, 0))
4544         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
4546 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
4547 (for cmp (eq ne)
4549  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
4550     Similarly for NE_EXPR.  */
4551  (simplify
4552   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4553   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
4554        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
4555    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4557  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
4558  (simplify
4559   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
4560   (cmp @0 @1))
4562  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
4563     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
4564  (simplify
4565   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
4566   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
4568  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
4569  (simplify
4570   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4571   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
4572    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
4574  (simplify
4575   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
4576   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
4577    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4579  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
4580  (simplify
4581   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
4582   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
4584 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
4585    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4586    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
4587    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4588 (for cmp (eq ne)
4589      ncmp (ge lt)
4590  (for sgncmp (ge lt)
4591   (simplify
4592    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
4593    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4594         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4595         && types_match (@0, @1))
4596     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
4597 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4598    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4599 (for cmp (eq ne)
4600      ncmp (lt ge)
4601  (simplify
4602   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
4603    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4604         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4605         && types_match (@0, @1))
4606     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
4608 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
4609    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
4610 (for cmp (eq ne)
4611      icmp (ne eq)
4612  (simplify
4613   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
4614   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4616 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
4617    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
4618 (simplify
4619  (cond
4620   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
4621   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
4622  (if (integer_pow2p (@2))
4623   (with {
4624      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
4625                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
4626    }
4627    (if (shift > 0)
4628     (bit_and
4629      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
4630     (bit_and
4631      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
4632      @2)))))
4634 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
4635    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
4636 (for cmp (eq ne)
4637      ncmp (ge lt)
4638  (simplify
4639   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
4640   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4641        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4642        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
4643        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
4644    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4645     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
4647 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
4648    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
4649 (simplify
4650  (cond
4651   (lt @0 integer_zerop)
4652   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
4653  (if (integer_pow2p (@1)
4654       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4655   (with {
4656     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
4657    }
4658    (if (shift >= 0)
4659     (bit_and
4660      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
4661      @1)
4662     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
4663        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
4664     (bit_and (convert @0) @1)))))
4666 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
4667    This implements some remaining parts of fold_comparison address
4668    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
4669    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
4670 (for cmp (simple_comparison)
4671  (simplify
4672   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
4673   (with
4674    {
4675      poly_int64 off0, off1;
4676      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
4677      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
4678      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
4679        {
4680          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
4681          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
4682        }
4683      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
4684        {
4685          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
4686          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
4687        }
4688    }
4689    (if (base0 && base1)
4690     (with
4691      {
4692        int equal = 2;
4693        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
4694           the value expressions might point to fields/elements
4695           of other vars etc.  */
4696        if (GENERIC
4697            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
4698                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
4699          ;
4700        else if (decl_in_symtab_p (base0)
4701                 && decl_in_symtab_p (base1))
4702          equal = symtab_node::get_create (base0)
4703                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
4704        else if ((DECL_P (base0)
4705                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
4706                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
4707                 && (DECL_P (base1)
4708                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
4709                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
4710          equal = (base0 == base1);
4711        if (equal == 0)
4712          {
4713            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
4714            off0.is_constant (&ioff0);
4715            off1.is_constant (&ioff1);
4716            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
4717                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
4718                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
4719                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
4720                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
4721                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
4722                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
4723                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
4724                       will not end up being string-merged.  */
4725                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
4726                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
4727                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
4728                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
4729              ;
4730            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
4731              equal = 2;
4732            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
4733              equal = 2;
4734            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
4735               valid equalities where one pointer is the offset zero
4736               of one object and the other to one past end of another one.  */
4737            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
4738              ;
4739            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
4740               variables.  */
4741            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
4742              ;
4743            else
4744              {
4745                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
4746                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
4747                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
4748                   punt.  */
4749                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
4750                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
4751                  equal = 2;
4752                else
4753                  {
4754                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
4755                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
4756                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
4757                       of one object and the other is pointing to one past the
4758                       last byte of the other object, punt.  */
4759                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
4760                      equal = 2;
4761                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
4762                      equal = 2;
4763                    /* If both offsets are the same, there are some cases
4764                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
4765                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
4766                    if (equal == 2
4767                        && known_eq (off0, off1)
4768                        && (known_ne (off0, 0)
4769                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
4770                      equal = 0;
4771                  }
4772              }
4773          }
4774      }
4775      (if (equal == 1
4776           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4777               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
4778               || known_eq (off0, off1)
4779               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4780                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
4781               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4782                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
4783       (switch
4784        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4785         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
4786        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4787         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
4788        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
4789         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
4790        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
4791         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
4792        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
4793         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
4794        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
4795         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
4796       (if (equal == 0)
4797         (switch
4798          (if (cmp == EQ_EXPR)
4799           { constant_boolean_node (false, type); })
4800          (if (cmp == NE_EXPR)
4801           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
4803 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
4804 (for neeq (ne eq)
4805  (simplify
4806   (neeq @0 @1)
4807   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4808        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
4809    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
4811 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
4812    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
4813    Disable the transform if either operand is pointer to function.
4814    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
4815    canonicalizaion is not wanted.  */
4817 (for cmp (ne eq)
4818  (simplify
4819   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
4820   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4821          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4822          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4823         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4824             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4825             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4826        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
4827    (cmp @0 (convert @1)))))
4829 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
4830 (for cmp (lt gt le ge)
4831  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
4832     the specified precision will have known values.  */
4833  (simplify
4834   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
4835   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4836         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4837         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4838        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
4839    (with
4840     {
4841       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
4842       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
4843       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
4844       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
4845       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
4846       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
4847     }
4848     (switch
4849      (if (wi::to_wide (cst) == max)
4850       (switch
4851        (if (cmp == GT_EXPR)
4852         { constant_boolean_node (false, type); })
4853        (if (cmp == GE_EXPR)
4854         (eq @2 @1))
4855        (if (cmp == LE_EXPR)
4856         { constant_boolean_node (true, type); })
4857        (if (cmp == LT_EXPR)
4858         (ne @2 @1))))
4859      (if (wi::to_wide (cst) == min)
4860       (switch
4861        (if (cmp == LT_EXPR)
4862         { constant_boolean_node (false, type); })
4863        (if (cmp == LE_EXPR)
4864         (eq @2 @1))
4865        (if (cmp == GE_EXPR)
4866         { constant_boolean_node (true, type); })
4867        (if (cmp == GT_EXPR)
4868         (ne @2 @1))))
4869      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
4870       (switch
4871        (if (cmp == GT_EXPR)
4872         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4873                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4874                                                       wi::to_wide (cst)
4875                                                       + 1)); }))
4876        (if (cmp == LE_EXPR)
4877         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4878                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4879                                                       wi::to_wide (cst)
4880                                                       + 1)); }))))
4881      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
4882       (switch
4883        (if (cmp == GE_EXPR)
4884         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4885                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4886                                                       wi::to_wide (cst)
4887                                                       - 1)); }))
4888        (if (cmp == LT_EXPR)
4889         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4890                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4891                                                       wi::to_wide (cst)
4892                                                       - 1)); }))))
4893      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
4894           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
4895           /* We will flip the signedness of the comparison operator
4896              associated with the mode of @1, so the sign bit is
4897              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
4898              max associated with this sign bit.  */
4899           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
4900           /* signed_type does not work on pointer types.  */
4901           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
4902       /* The following case also applies to X < signed_max+1
4903          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
4904       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4905        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
4906         (switch
4907          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
4908           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4909          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
4910           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4911          (if (cmp == LE_EXPR)
4912           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4913          (if (cmp == GT_EXPR)
4914           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
4916 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4917  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
4918  (simplify
4919   (cmp @0 REAL_CST@1)
4920   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4921        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
4922    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
4923                             ? false : true, type); })))
4925 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
4926 (simplify
4927  (ne @0 integer_zerop)
4928  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4929       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4930   (non_lvalue @0)))
4931 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
4932 (simplify
4933  (eq @0 integer_onep)
4934  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4935       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4936   (non_lvalue @0)))
4937 /* Do not handle
4938    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4939    bool_var != 1 becomes !bool_var
4940    here because that only is good in assignment context as long
4941    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4942    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4943    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4945 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4946    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4947    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4948    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
4949 (for cmp (lt le ge gt)
4950      out (gt gt le le)
4951  (simplify
4952   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
4953   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
4954        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
4955        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
4956        && wi::to_wide (@1) != 0
4957        && single_use (@2))
4958    (with {
4959      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
4960      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
4961     }
4962     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4963                                 wi::max_value (prec, sign)
4964                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4966 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4967    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4968    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4969 (for cmp (gt le)
4970  (simplify
4971   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4972   (if (single_use (@2)
4973        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4974        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4975    (cmp @1 @0))))
4977 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
4978 (for cmp (ge lt)
4979  (simplify
4980   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
4981    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4982         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4983     (cmp @1 @0))))
4985 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4986 /* A - B > A  */
4987 (for cmp (gt le)
4988      out (ne eq)
4989  (simplify
4990   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4991   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4992        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4993    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4994 /* A + B < A  */
4995 (for cmp (lt ge)
4996      out (ne eq)
4997  (simplify
4998   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4999   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5000        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5001    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5003 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
5004    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5005 (for cmp (lt ge)
5006      out (ne eq)
5007  (simplify
5008   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
5009   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5010    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5011     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5013 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
5014    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
5015    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5016 (for cmp (eq ne)
5017  (simplify
5018   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
5019        integer_zerop)
5020   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5021        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5022        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5023        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
5024            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5025        && tree_fits_uhwi_p (@2)
5026        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5027        && types_match (@0, @1)
5028        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5029        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
5030            != CODE_FOR_nothing))
5031    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5032     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5034 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
5035    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
5036    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
5037    section that follows this one.
5039    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
5040    the following:
5042    - the rule describes an identity
5044    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
5045      multiplication
5047    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
5048      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
5049      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
5050      when the operand has that value.)  */
5052 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5053  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
5054  (simplify
5055   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
5056   (if (!HONOR_SNANS (type))
5057    @0))
5059  (for op (plus minus)
5060   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
5061   (simplify
5062    (op (rdiv @0 @1)
5063        (rdiv @2 @1))
5064    (rdiv (op @0 @2) @1)))
5066  (for cmp (lt le gt ge)
5067       neg_cmp (gt ge lt le)
5068   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
5069   (simplify
5070    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5071    (with
5072     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
5073     (if (tem
5074          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
5075               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
5076      (switch
5077       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5078        (cmp @0 { tem; }))
5079       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5080        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
5082  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
5083  (for root (SQRT CBRT)
5084   (simplify
5085    (mult (root:s @0) (root:s @1))
5086     (root (mult @0 @1))))
5088  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
5089  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5090   (simplify
5091    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
5092     (exps (plus @0 @1))))
5094  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
5095  (for root (SQRT CBRT)
5096   (simplify
5097    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
5098     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
5100  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
5101  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5102   (simplify
5103    (rdiv @0 (exps:s @1))
5104     (mult @0 (exps (negate @1)))))
5106  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5107       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5108   /* logN(expN(x)) -> x.  */
5109   (simplify
5110    (logs (exps @0))
5111    @0)
5112   /* expN(logN(x)) -> x.  */
5113   (simplify
5114    (exps (logs @0))
5115    @0))
5117  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
5118     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
5119     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
5120  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
5121       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
5122   (simplify
5123    (logs (exps @0))
5124    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5125     (with {
5126       tree x;
5127       switch (exps)
5128         {
5129         CASE_CFN_EXP:
5130           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
5131           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
5132           break;
5133         CASE_CFN_EXP2:
5134           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
5135           x = build_real (type, dconst2);
5136           break;
5137         CASE_CFN_EXP10:
5138         CASE_CFN_POW10:
5139           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
5140           {
5141             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
5142             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
5143             x = build_real (type, dconst10);
5144           }
5145           break;
5146         default:
5147           gcc_unreachable ();
5148         }
5149       }
5150      (mult (logs { x; }) @0)))))
5152  (for logs (LOG LOG
5153             LOG2 LOG2
5154             LOG10 LOG10)
5155       exps (SQRT CBRT)
5156   (simplify
5157    (logs (exps @0))
5158    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5159     (with {
5160       tree x;
5161       switch (exps)
5162         {
5163         CASE_CFN_SQRT:
5164           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
5165           x = build_real (type, dconsthalf);
5166           break;
5167         CASE_CFN_CBRT:
5168           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
5169           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
5170           break;
5171         default:
5172           gcc_unreachable ();
5173         }
5174       }
5175      (mult { x; } (logs @0))))))
5177  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
5178  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
5179       pows (POW)
5180   (simplify
5181    (logs (pows @0 @1))
5182    (mult @1 (logs @0))))
5184  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
5185     or if C is a positive power of 2,
5186     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
5187 #if GIMPLE
5188  (for pows (POW)
5189       exps (EXP)
5190       logs (LOG)
5191       exp2s (EXP2)
5192       log2s (LOG2)
5193   (simplify
5194    (pows REAL_CST@0 @1)
5195    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5196         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
5197         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
5198            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5199            beneficial for all constants to postpone this until later,
5200            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5201            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5202            pessimization.  */
5203         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5204     (with {
5205        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5206        bool use_exp2 = false;
5207        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
5208            && value->cl == rvc_normal)
5209          {
5210            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5211            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
5212            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
5213              use_exp2 = true;
5214          }
5215      }
5216      (if (!use_exp2)
5217       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
5218        (exps (mult (logs @0) @1)))
5219       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
5220 #endif
5222  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
5223  (for pows (POW)
5224       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5225       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5226   (simplify
5227    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
5228    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5229         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5230     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
5232  (for sqrts (SQRT)
5233       cbrts (CBRT)
5234       pows (POW)
5235       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5236   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
5237   (simplify
5238    (sqrts (exps @0))
5239    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
5240   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
5241   (simplify
5242    (cbrts (exps @0))
5243    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5244   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
5245   (simplify
5246    (pows (exps @0) @1)
5247    (exps (mult @0 @1))))
5249  /* tan(atan(x)) -> x.  */
5250  (for tans (TAN)
5251       atans (ATAN)
5252   (simplify
5253    (tans (atans @0))
5254    @0)))
5256  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
5257  (for sins (SIN)
5258       atans (ATAN)
5259       sqrts (SQRT)
5260       copysigns (COPYSIGN)
5261   (simplify
5262    (sins (atans:s @0))
5263    (with
5264      {
5265       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5266       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5267       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5268       tree t_one = build_one_cst (type);
5269      }
5270     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5271      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5272       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5273       (copysigns { t_one; } @0))))))
5275 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
5276  (for coss (COS)
5277       atans (ATAN)
5278       sqrts (SQRT)
5279       copysigns (COPYSIGN)
5280   (simplify
5281    (coss (atans:s @0))
5282    (with
5283      {
5284       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5285       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5286       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5287       tree t_one = build_one_cst (type);
5288       tree t_zero = build_zero_cst (type);
5289      }
5290     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5291      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5292       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5293       (copysigns { t_zero; } @0))))))
5295  (if (!flag_errno_math)
5296   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
5297   (for sinhs (SINH)
5298        atanhs (ATANH)
5299        sqrts (SQRT)
5300    (simplify
5301     (sinhs (atanhs:s @0))
5302     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5303     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
5305   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
5306   (for coshs (COSH)
5307        atanhs (ATANH)
5308        sqrts (SQRT)
5309    (simplify
5310     (coshs (atanhs:s @0))
5311     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5312     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
5314 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
5315 (simplify
5316  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
5317  (abs @0))
5319 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
5320 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5321  (simplify
5322   (fns (fns @0))
5323   (fns @0)))
5324 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
5325 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5326  (simplify
5327   (fns integer_valued_real_p@0)
5328   @0))
5330 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
5331 (simplify
5332  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
5333  (abs @0))
5335 /* pow(1,x) -> 1.  */
5336 (simplify
5337  (POW real_onep@0 @1)
5338  @0)
5340 (simplify
5341  /* copysign(x,x) -> x.  */
5342  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
5343  @0)
5345 (simplify
5346  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
5347  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
5348  @1)
5350 (simplify
5351  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
5352  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
5353  (abs @0))
5355 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
5356  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
5357  (simplify
5358   (scale real_zerop@0 @1)
5359   @0)
5360  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
5361  (simplify
5362   (scale @0 integer_zerop@1)
5363   @0)
5364  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
5365  (simplify
5366   (scale REAL_CST@0 @1)
5367   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5368    @0)))
5370 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
5371    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
5373    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
5374    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
5375    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
5376    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
5378 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
5379  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
5380  (simplify
5381   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
5382    (SIN @0))
5384  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
5385  (simplify
5386   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
5387   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5388    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
5390  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
5391  (simplify
5392   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
5393    (TAN @0))
5395  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
5396  (simplify
5397   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
5398    (TANH @0))
5400  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
5401  (simplify
5402    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
5403    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
5405  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
5406  (simplify
5407   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
5408    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
5410  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
5411  (simplify
5412   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
5413   (if (! HONOR_NANS (@0)
5414        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5415    (COS @0)))
5417  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
5418  (simplify
5419   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
5420   (if (! HONOR_NANS (@0)
5421        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5422    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
5424  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
5425  (simplify
5426   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
5427    (POW @0 (plus @1 @2)))
5429  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
5430  (simplify
5431   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
5432    (POW (mult @0 @2) @1))
5434  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
5435  (simplify
5436   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
5437    (POWI (mult @0 @2) @1))
5439  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
5440  (simplify
5441   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
5442   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5443    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
5445  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
5446  (simplify
5447   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
5448    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
5450  (for sqrts (SQRT)
5451       cbrts (CBRT)
5452       pows (POW)
5453   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
5454   (simplify
5455    (sqrts (sqrts @0))
5456    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
5457   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5458   (simplify
5459    (sqrts (cbrts @0))
5460    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5461   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5462   (simplify
5463    (cbrts (sqrts @0))
5464    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5465   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
5466   (simplify
5467    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
5468    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
5469   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
5470   (simplify
5471    (sqrts (pows @0 @1))
5472    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5473   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
5474   (simplify
5475    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
5476    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5477   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
5478   (simplify
5479    (pows (sqrts @0) @1)
5480    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5481   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
5482   (simplify
5483    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
5484    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5485   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
5486   (simplify
5487    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
5488    (pows @0 (mult @1 @2))))
5490  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5491  (simplify
5492   (CABS (complex @0 @0))
5493   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5495  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5496  (simplify
5497   (HYPOT @0 @0)
5498   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5500  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
5501  (for cexps (CEXP)
5502       exps (EXP)
5503       cexpis (CEXPI)
5504   (simplify
5505    (cexps compositional_complex@0)
5506    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
5507     (complex
5508      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
5509      (mult @1 (imagpart @2)))))))
5511 (if (canonicalize_math_p ())
5512  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
5513  (for floors (FLOOR_ALL)
5514       truncs (TRUNC_ALL)
5515   (simplify
5516    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5517    (truncs @0))))
5519 (match double_value_p
5520  @0
5521  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
5522 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
5523             BUILT_IN_FLOORL
5524             BUILT_IN_CEILL
5525             BUILT_IN_ROUNDL
5526             BUILT_IN_NEARBYINTL
5527             BUILT_IN_RINTL)
5528      tos (BUILT_IN_TRUNC
5529           BUILT_IN_FLOOR
5530           BUILT_IN_CEIL
5531           BUILT_IN_ROUND
5532           BUILT_IN_NEARBYINT
5533           BUILT_IN_RINT)
5534  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
5535  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5536   (simplify
5537    (froms (convert double_value_p@0))
5538    (convert (tos @0)))))
5540 (match float_value_p
5541  @0
5542  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
5543 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
5544             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
5545             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
5546             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
5547             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
5548             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
5549      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
5550           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
5551           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
5552           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
5553           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
5554           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
5555  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
5556     if x is a float.  */
5557  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
5558       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
5559   (simplify
5560    (froms (convert float_value_p@0))
5561    (convert (tos @0)))))
5563 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
5564      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5565  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
5566  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5567   (simplify
5568    (froms (convert double_value_p@0))
5569    (tos @0))))
5571 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
5572             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5573      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
5574  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
5575     if x is a float.  */
5576  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5577   (simplify
5578    (froms (convert float_value_p@0))
5579    (tos @0))))
5581 (if (canonicalize_math_p ())
5582  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
5583  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
5584   (simplify
5585    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5586    (fix_trunc @0))))
5588 (if (canonicalize_math_p ())
5589  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5590  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
5591            ICEIL LCEIL LLCEIL
5592            IROUND LROUND LLROUND)
5593   (simplify
5594    (fns integer_valued_real_p@0)
5595    (fix_trunc @0)))
5596  (if (!flag_errno_math)
5597   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5598   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
5599    (simplify
5600     (rints integer_valued_real_p@0)
5601     (fix_trunc @0)))))
5603 (if (canonicalize_math_p ())
5604  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
5605       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
5606       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
5607   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
5608      sizeof (int) == sizeof (long).  */
5609   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
5610        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5611    (simplify
5612     (ifn @0)
5613     (lfn:long_integer_type_node @0)))
5614   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
5615      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
5616   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
5617        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5618    (simplify
5619     (llfn @0)
5620     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
5622 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
5623 (simplify
5624  (CPROJ @0)
5625  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
5626    @0))
5628 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
5629    nonnegative, return (inf + 0i).  */
5630 (simplify
5631  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
5632  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5633   { build_complex_inf (type, false); }))
5635 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
5636 (simplify
5637  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
5638  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5639   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
5641 (for pows (POW)
5642      sqrts (SQRT)
5643      cbrts (CBRT)
5644  (simplify
5645   (pows @0 REAL_CST@1)
5646   (with {
5647     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5648     REAL_VALUE_TYPE tmp;
5649    }
5650    (switch
5651     /* pow(x,0) -> 1.  */
5652     (if (real_equal (value, &dconst0))
5653      { build_real (type, dconst1); })
5654     /* pow(x,1) -> x.  */
5655     (if (real_equal (value, &dconst1))
5656      @0)
5657     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
5658     (if (real_equal (value, &dconstm1))
5659      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
5660     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
5661     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5662          && canonicalize_math_p ()
5663          && real_equal (value, &dconsthalf))
5664      (sqrts @0))
5665     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
5666     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5667          && canonicalize_math_p ()
5668          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
5669              real_equal (value, &tmp)))
5670      (cbrts @0))))))
5672 /* powi(1,x) -> 1.  */
5673 (simplify
5674  (POWI real_onep@0 @1)
5675  @0)
5677 (simplify
5678  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
5679  (switch
5680   /* powi(x,0) -> 1.  */
5681   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
5682    { build_real (type, dconst1); })
5683   /* powi(x,1) -> x.  */
5684   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
5685    @0)
5686   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
5687   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
5688    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
5690 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
5692    These are conceptually similar to the transformations performed for
5693    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
5694    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
5696 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
5697    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
5698    is the widest mode from all of these.  */
5699 (for op (plus minus mult rdiv)
5700  (simplify
5701    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
5702    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
5703       both operands are widening conversions from the same type as the outer
5704       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
5705       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
5706       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
5707    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5708         && op != MULT_EXPR
5709         && op != RDIV_EXPR
5710         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5711            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
5712         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5713         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5714         /* The precision of the type of each operand must match the
5715            precision of the mode of each operand, similarly for the
5716            result.  */
5717         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5718         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
5719         && type_has_mode_precision_p (type)
5720         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5721         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
5722         && types_match (@1, type)
5723         && (types_match (@1, @2)
5724             /* Or the second operand is const integer or converted const
5725                integer from valueize.  */
5726             || TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST))
5727      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
5728        (op @1 (convert @2))
5729        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5730         (convert (op (convert:utype @1)
5731                      (convert:utype @2)))))
5732      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
5733           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5734                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
5735       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
5736               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
5737               tree itype = TREE_TYPE (@0);
5738               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
5739               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
5740               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
5741         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
5742              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
5743          (with { tree newtype = type;
5744                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
5745                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
5746                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
5747                    newtype = dfloat32_type_node;
5748                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
5749                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
5750                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
5751                    newtype = dfloat64_type_node;
5752                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
5753                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
5754                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
5755                    newtype = dfloat128_type_node; }
5756           (if ((newtype == dfloat32_type_node
5757                 || newtype == dfloat64_type_node
5758                 || newtype == dfloat128_type_node)
5759               && newtype == type
5760               && types_match (newtype, type))
5761             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
5762             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
5763                       newtype = ty1;
5764                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
5765                       newtype = ty2; }
5766                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
5767                   change results through affecting double rounding
5768                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
5769                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
5770                   + (long double)double) converted to
5771                   (float)(double + double), the transformation is
5772                   unsafe regardless of the details of the types
5773                   involved; double rounding can arise if the result
5774                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
5775                   between two representable TYPE values but the
5776                   exact value is sufficiently different (in the
5777                   right direction) for this difference to be
5778                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
5779                   same as TYPE, however, the transformation may be
5780                   safe depending on the types involved: it is safe
5781                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
5782                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
5783                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
5784                   exponent range for the product or ratio of two
5785                   values representable in the TYPE to be within the
5786                   range of normal values of ITYPE.  */
5787               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
5788                    && (flag_unsafe_math_optimizations
5789                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
5790                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
5791                                                            TYPE_MODE (type))
5792                            && !excess_precision_type (newtype)))
5793                    && !types_match (itype, newtype))
5794                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
5795                                    (convert:newtype @2)))
5796          )))) )
5797    ))
5800 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
5801    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
5802    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
5803    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
5804    arithmetic operation.  */
5805 (for op (minus plus)
5806  (simplify
5807   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
5808   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5809        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5810           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
5811        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5812        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5813        /* The precision of the type of each operand must match the
5814           precision of the mode of each operand, similarly for the
5815           result.  */
5816        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5817        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5818        && type_has_mode_precision_p (type)
5819        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5820        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5821        && types_match (@0, @1)
5822        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
5823            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5824        && (wi::to_wide (@4)
5825            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
5826                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
5827    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
5828     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
5829      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
5830     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5831      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
5832                (convert:utype @4))))))))
5834 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
5835    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
5836 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
5837      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
5838      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
5839  (simplify
5840   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
5841   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5842        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
5843    (op @0 (ext @1 @2)))))
5845 (simplify
5846  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
5847  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
5848  { integer_zero_node; })
5850 (simplify
5851  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
5852  (SIGNBIT @0)
5853  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
5854   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
5856 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
5857 (for cmp (eq ne)
5858  (for op (plus minus)
5859       rop (minus plus)
5860   (simplify
5861    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5862    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5863         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
5864         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
5865         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
5866     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5867      (if (TREE_OVERFLOW (res)
5868           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5869       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5870       (if (single_use (@3))
5871        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
5872                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
5873 (for cmp (lt le gt ge)
5874  (for op (plus minus)
5875       rop (minus plus)
5876   (simplify
5877    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5878    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5879         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5880     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5881      (if (TREE_OVERFLOW (res))
5882       {
5883         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5884                                 "when simplifying conditional to constant"),
5885                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
5886         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
5887         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
5888         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
5889                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
5890                         != (op == MINUS_EXPR);
5891         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
5892       }
5893       (if (single_use (@3))
5894        (with
5895         {
5896           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5897                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
5898                                   "X cmp C2 -+ C1"),
5899                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
5900         }
5901         (cmp @0 { res; })))))))))
5903 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
5905 (simplify
5906  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
5907  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
5909 (simplify
5910  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
5911  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
5913 (simplify
5914  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
5915  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
5916   (view_convert @0)))
5918 (simplify
5919  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
5920  (switch
5921   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
5922        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5923    (switch
5924     (if (integer_zerop (@2))
5925      (view_convert (realpart @0)))
5926     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5927      (view_convert (imagpart @0)))))
5928   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5929        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
5930        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
5931        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
5932        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
5933        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
5934             && integer_zerop (@2))
5935            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
5936               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
5937            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
5938                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
5939                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
5940                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
5941                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
5942                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5943                                             - TYPE_PRECISION (type))
5944                                          : 0)) == 0)))
5945    (convert @0))))
5947 /* Simplify vector extracts.  */
5949 (simplify
5950  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
5951  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5952       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5953           || (VECTOR_TYPE_P (type)
5954               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
5955   (with
5956    {
5957      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
5958                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
5959      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
5960      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
5961      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
5962      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
5963    }
5964    (if (n != 0
5965         && (idx % width) == 0
5966         && (n % width) == 0
5967         && known_le ((idx + n) / width,
5968                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
5969     (with
5970      {
5971        idx = idx / width;
5972        n = n / width;
5973        /* Constructor elements can be subvectors.  */
5974        poly_uint64 k = 1;
5975        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
5976          {
5977            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
5978            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
5979              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
5980          }
5981        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
5982      }
5983      (switch
5984       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
5985       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
5986        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
5987         { build_constructor (type, NULL); }
5988         (if (count == 1)
5989          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
5990           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
5991           { build_zero_cst (type); })
5992          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
5993             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
5994             uniform.  */
5995          (if (single_use (@0))
5996           {
5997             vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
5998             vec_alloc (vals, count);
5999             for (unsigned i = 0;
6000                  i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
6001               CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
6002                                       CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
6003             build_constructor (type, vals);
6004           }))))
6005       /* The bitfield references a single constructor element.  */
6006       (if (k.is_constant (&const_k)
6007            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
6008        (switch
6009         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
6010          { build_zero_cst (type); })
6011         (if (n == const_k)
6012          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
6013         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
6014                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
6016 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
6017    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
6018    not touching the extraction.  */
6019 (simplify
6020  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
6021  (with
6022   {
6023     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
6024     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
6025       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
6026     else
6027       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
6028   }
6029   (switch
6030    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
6031         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
6032                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6033     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
6034                                                  wi::to_wide (@rpos)
6035                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
6036    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
6037                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
6038         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
6039                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6040     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
6042 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6043  (for fmas (FMA)
6044   (simplify
6045    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
6046    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6047   (simplify
6048    (fmas @0 @1 (negate @2))
6049    (IFN_FMS @0 @1 @2))
6050   (simplify
6051    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
6052    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6053   (simplify
6054    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
6055    (if (single_use (@3))
6056     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
6058  (simplify
6059   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
6060   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6061  (simplify
6062   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
6063   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6064  (simplify
6065   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6066   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6067  (simplify
6068   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
6069    (if (single_use (@3))
6070     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
6072  (simplify
6073   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
6074   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6075  (simplify
6076   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
6077   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6078  (simplify
6079   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
6080   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6081  (simplify
6082   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
6083   (if (single_use (@3))
6084    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
6086  (simplify
6087   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
6088   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6089  (simplify
6090   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
6091   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6092  (simplify
6093   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6094   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6095  (simplify
6096   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
6097   (if (single_use (@3))
6098    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
6100 /* POPCOUNT simplifications.  */
6101 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
6102 (simplify
6103   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
6104   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
6105     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
6107 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
6108 (for popcount (POPCOUNT)
6109   (for cmp (le eq ne gt)
6110        rep (eq eq ne ne)
6111     (simplify
6112       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
6113       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6115 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
6116 (simplify
6117   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
6118   (PARITY @0))
6120 /* PARITY simplifications.  */
6121 /* parity(~X) is parity(X).  */
6122 (simplify
6123   (PARITY (bit_not @0))
6124   (PARITY @0))
6126 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
6127 (simplify
6128   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
6129   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
6131 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
6132 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
6133 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
6134   (simplify
6135     (pfun @0)
6136     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
6137       (switch
6138         (if (nz == 1)
6139           (convert @0))
6140         (if (wi::popcount (nz) == 1)
6141           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6142             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
6143                                    { build_int_cst (integer_type_node,
6144                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
6146 #if GIMPLE
6147 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
6149    int popcount64c (uint64_t x)
6150    {
6151      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
6152      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
6153      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
6154      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
6155    }
6157    int popcount32c (uint32_t x)
6158    {
6159      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
6160      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
6161      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
6162      return (x * 0x01010101) >> 24;
6163    }  */
6164 (simplify
6165  (rshift
6166   (mult
6167    (bit_and
6168     (plus:c
6169      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
6170       (plus:c@8
6171        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
6172         (bit_and
6173          (rshift
6174           (minus@6 @0
6175            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
6176           INTEGER_CST@10)
6177          INTEGER_CST@9)))
6178     INTEGER_CST@3)
6179    INTEGER_CST@2)
6180   INTEGER_CST@1)
6181   /* Check constants and optab.  */
6182   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
6183           int shift = (64 - prec) & 63;
6184           unsigned HOST_WIDE_INT c1
6185             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
6186           unsigned HOST_WIDE_INT c2
6187             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
6188           unsigned HOST_WIDE_INT c3
6189             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
6190           unsigned HOST_WIDE_INT c4
6191             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
6192    }
6193    (if (prec >= 16
6194         && prec <= 64
6195         && pow2p_hwi (prec)
6196         && TYPE_UNSIGNED (type)
6197         && integer_onep (@4)
6198         && wi::to_widest (@10) == 2
6199         && wi::to_widest (@5) == 4
6200         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
6201         && tree_to_uhwi (@2) == c1
6202         && tree_to_uhwi (@3) == c2
6203         && tree_to_uhwi (@9) == c3
6204         && tree_to_uhwi (@7) == c3
6205         && tree_to_uhwi (@11) == c4
6206         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
6207                                            OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6208     (convert (IFN_POPCOUNT:type @0)))))
6210 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
6211    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
6212    should lead to better code.  */
6213 (simplify
6214  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
6215  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6216       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
6217                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
6218   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6219    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
6220 #endif
6222 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
6223           BUILT_IN_FFSIMAX)
6224  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
6225     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
6226  (for cmp (eq ne)
6227   (simplify
6228    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6229     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6230      (switch
6231       (if (integer_zerop (@1))
6232        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6233       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
6234        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
6235       (if (single_use (@2))
6236        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6237                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6238                                                       false, prec)); })
6239             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6240                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
6241                                                   false, prec)); }))))))
6243  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
6244  (for cmp (gt le)
6245       cmp2 (ne eq)
6246       cmp3 (eq ne)
6247       bit_op (bit_and bit_ior)
6248   (simplify
6249    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6250     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6251      (switch
6252       (if (integer_zerop (@1))
6253        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6254       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
6255        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
6256       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
6257        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
6258       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
6259        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6260                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
6261                                                       false, prec)); }))
6262       (if (single_use (@2))
6263        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
6264                (cmp3 (bit_and @0
6265                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6266                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6267                                                   false, prec)); })
6268                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
6270 /* Simplify:
6272      a = a1 op a2
6273      r = c ? a : b;
6275    to:
6277      r = c ? a1 op a2 : b;
6279    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
6280    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
6281    simplification if the result of the operation isn't needed.
6283    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
6284    on targets that might not support them.  Any target implementing
6285    conditional internal functions must support the same comparisons
6286    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
6288 #if GIMPLE
6289 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
6290      cond_op (COND_BINARY)
6291  (simplify
6292   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
6293   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6294    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6295         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6296     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
6297  (simplify
6298   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
6299   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6300    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6301         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6302     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
6304 /* Same for ternary operations.  */
6305 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
6306      cond_op (COND_TERNARY)
6307  (simplify
6308   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
6309   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6310    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6311         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6312     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
6313  (simplify
6314   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
6315   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6316    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6317         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6318     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
6319                   (view_convert:op_type @1)))))))
6320 #endif
6322 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
6323    "else" value of an IFN_COND_*.  */
6324 (for cond_op (COND_BINARY)
6325  (simplify
6326   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
6327   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
6328    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6329     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
6330  (simplify
6331   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
6332   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6333    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6334         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6335     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
6337 /* Same for ternary operations.  */
6338 (for cond_op (COND_TERNARY)
6339  (simplify
6340   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
6341   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6342    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6343     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
6344  (simplify
6345   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
6346   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
6347    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6348         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6349     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
6351 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
6352    expressions like:
6354    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
6355    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
6357    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
6358    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
6359    bytes.  A is more efficiently tested as:
6361    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
6363    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
6365    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
6367    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
6369    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
6370    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
6372    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
6373    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
6374    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
6375    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
6376    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
6377    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
6378    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
6379    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
6380    pointer_pluses dead.  */
6381 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
6382  (for cmp (le lt)
6383   (simplify
6384    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
6385         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
6386    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
6387         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
6388         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
6389     /* Calculate the rhs constant.  */
6390     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
6391             offset_int rhs = off * 2; }
6392      /* Always fails for negative values.  */
6393      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
6394       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
6395          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
6396          same pointer_plus in multiple checks.  */
6397       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
6398               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
6399        (if (cmp == LT_EXPR)
6400         (gt (convert:sizetype
6401              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
6402                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
6403             { rhs_tree; })
6404         (gt (convert:sizetype
6405              (pointer_diff:ssizetype
6406               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
6407                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
6408               { swap_p ? @0 : @2; }))
6409             { rhs_tree; })))))))))
6411 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
6412    element of @1.  */
6413 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
6414  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
6415   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
6416    (if (i >= 0)
6417     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
6418             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
6419             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
6420             tree size = bitsize_int (elt_bits);
6421             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
6422      (view_convert
6423       (bit_and:elt_type
6424        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
6425        { elt; })))))))
6427 (simplify
6428  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
6429  (with
6430   {
6431     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
6433     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
6434     vec_perm_builder builder;
6435     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
6436       return NULL_TREE;
6438     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
6439     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
6440     bool single_arg = (op0 == op1);
6441     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
6442   }
6443   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
6444    { op0; }
6445    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
6446     { op1; }
6447     (with
6448      {
6449        if (!single_arg)
6450          {
6451            if (sel.all_from_input_p (0))
6452              op1 = op0;
6453            else if (sel.all_from_input_p (1))
6454              {
6455                op0 = op1;
6456                sel.rotate_inputs (1);
6457              }
6458            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
6459              {
6460                std::swap (op0, op1);
6461                sel.rotate_inputs (1);
6462              }
6463          }
6464        gassign *def;
6465        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
6466        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
6467            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
6468            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6469          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
6470        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
6471            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
6472            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6473          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
6475        tree t;
6476     }
6477     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6478           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
6479          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6480              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
6481          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
6482      { t; }
6483      (with
6484       {
6485         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
6486         tree ins = NULL_TREE;
6487         unsigned at = 0;
6489         /* See if the permutation is performing a single element
6490            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
6491            in that case.  But only if the vector mode is supported,
6492            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
6493         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
6494             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6495                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
6496                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6497                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
6498           {
6499             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
6500             if (insert_first_p)
6501               {
6502                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
6503                    first vector we only can insert the first elt from
6504                    the first vector.  */
6505                 at = 0;
6506                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
6507                   op0 = op1;
6508               }
6509             /* The above can fail for two-element vectors which always
6510                appear to insert the first element, so try inserting
6511                into the second lane as well.  For more than two
6512                elements that's wasted time.  */
6513             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
6514               {
6515                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
6516                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
6517                   if (maybe_ne (sel[at], at))
6518                     break;
6519                 if (at < encoded_nelts
6520                     && (known_eq (at + 1, nelts)
6521                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
6522                   {
6523                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
6524                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
6525                     else
6526                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
6527                   }
6528               }
6529           }
6531         /* Generate a canonical form of the selector.  */
6532         if (!ins && sel.encoding () != builder)
6533           {
6534             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
6535                argument permutation while still allowing an equivalent
6536                2-argument version.  */
6537             tree oldop2 = op2;
6538             if (sel.ninputs () == 2
6539                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
6540               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6541             else
6542               {
6543                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
6544                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
6545                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
6546                 else
6547                   /* Not directly supported with either encoding,
6548                      so use the preferred form.  */
6549                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6550               }
6551             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
6552               changed = true;
6553           }
6554       }
6555       (if (ins)
6556        (bit_insert { op0; } { ins; }
6557          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
6558        (if (changed)
6559         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
6561 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
6563 (match vec_same_elem_p
6564  @0
6565  (if (uniform_vector_p (@0))))
6567 (match vec_same_elem_p
6568  (vec_duplicate @0))
6570 (simplify
6571  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
6572  @0)
6574 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
6575    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
6576    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
6577    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
6578    to the number of trailing zeroes.  */
6579 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
6580   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))