d: Merge upstream dmd, druntime c8ae4adb2e, phobos 792c8b7c1.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobba83c69734f977ad40dfddfcd80030bfd8b70cef
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.cc
3    and generic-match.cc from it.
5    Copyright (C) 2014-2022 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p
41    expand_vec_cmp_expr_p
42    bitmask_inv_cst_vector_p)
44 /* Operator lists.  */
45 (define_operator_list tcc_comparison
46   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
48   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
50   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
51 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
52   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
53 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
54 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
56 #include "cfn-operators.pd"
58 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
59    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
60    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
62    Also define operand lists:
64      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
65      X<FN> for all double functions, in the same order
66      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
67 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
68   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
69                                  BUILT_IN_L##FN##F \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
71   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
72                               BUILT_IN_L##FN \
73                               BUILT_IN_LL##FN) \
74   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
75                                  BUILT_IN_L##FN##L \
76                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
80 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
81 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
83 /* Unary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
84 (define_operator_list UNCOND_UNARY
85   negate)
86 (define_operator_list COND_UNARY
87   IFN_COND_NEG)
89 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
90 (define_operator_list UNCOND_BINARY
91   plus minus
92   mult trunc_div trunc_mod rdiv
93   min max
94   IFN_FMIN IFN_FMAX
95   bit_and bit_ior bit_xor
96   lshift rshift)
97 (define_operator_list COND_BINARY
98   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
99   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
100   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
101   IFN_COND_FMIN IFN_COND_FMAX
102   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
103   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
105 /* Same for ternary operations.  */
106 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
107   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
108 (define_operator_list COND_TERNARY
109   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
111 /* __atomic_fetch_or_*, __atomic_fetch_xor_*, __atomic_xor_fetch_*  */
112 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N
113   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_2
114   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_8
115   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_16
116   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_2
117   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_8
118   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_16
119   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_1 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_2
120   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_4 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_8
121   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_16)
122 /* __sync_fetch_and_or_*, __sync_fetch_and_xor_*, __sync_xor_and_fetch_*  */
123 (define_operator_list SYNC_FETCH_OR_XOR_N
124   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_2
125   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_8
126   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_16
127   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_2
128   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_8
129   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_16
130   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_1 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_2
131   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_4 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_8
132   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_16)
133 /* __atomic_fetch_and_*.  */
134 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_AND_N
135   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_2
136   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_8
137   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_16)
138 /* __sync_fetch_and_and_*.  */
139 (define_operator_list SYNC_FETCH_AND_AND_N
140   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_2
141   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_8
142   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_16)
144 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
145    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
146 (match (nop_convert @0)
147  (convert @0)
148  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
149 (match (nop_convert @0)
150  (view_convert @0)
151  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
152       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
153                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
154       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
156 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
157    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
158    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
159 (simplify (abs (convert @0))
160  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
161       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
162       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
163   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
164    (convert (absu:utype @0)))))
166 #if GIMPLE
167 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
168 (simplify
169  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
170  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
171       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
172       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
173   (abs @0)))
174 #endif
176 /* Simplifications of operations with one constant operand and
177    simplifications to constants or single values.  */
179 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
180   (simplify
181     (op @0 integer_zerop)
182     (non_lvalue @0)))
184 /* 0 +p index -> (type)index */
185 (simplify
186  (pointer_plus integer_zerop @1)
187  (non_lvalue (convert @1)))
189 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
190 (simplify
191  (pointer_diff @0 integer_zerop)
192  (convert @0))
194 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
195    Likewise if the operands are reversed.  */
196 (simplify
197  (plus:c @0 real_zerop@1)
198  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 0))
199   (non_lvalue @0)))
201 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
202 (simplify
203  (minus @0 real_zerop@1)
204  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 1))
205   (non_lvalue @0)))
207 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
208    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
209    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
210    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
211    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
212    would not raise it.   */
213 (for inner_op (plus minus)
214  (for outer_op (plus minus)
215   (simplify
216    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
217     (if (real_zerop (@1)
218          && real_zerop (@2)
219          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
220      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
221                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
222              bool outer_plus
223                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
224                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
225       (if (outer_plus && !inner_plus)
226        (outer_op @0 @2)
227        @3))))))
229 /* Simplify x - x.
230    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
231    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
232    PR middle-end/98420: x - x may be -0.0 with FE_DOWNWARD.
233    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
234    is volatile.  */
235 (simplify
236  (minus @0 @0)
237  (if (!FLOAT_TYPE_P (type)
238       || (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
239           && !tree_expr_maybe_infinite_p (@0)
240           && (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
241               || !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))))
242   { build_zero_cst (type); }))
243 (simplify
244  (pointer_diff @@0 @0)
245  { build_zero_cst (type); })
247 (simplify
248  (mult @0 integer_zerop@1)
249  @1)
251 /* -x == x -> x == 0 */
252 (for cmp (eq ne)
253  (simplify
254   (cmp:c @0 (negate @0))
255    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
256         && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE(@0)))
257     (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE(@0)); }))))
259 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
260    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
261    same in modes with signed zeros, since multiplying a
262    negative value by 0 gives -0, not +0.  Nor when x is +-Inf,
263    since x * 0 is NaN.  */
264 (simplify
265  (mult @0 real_zerop@1)
266  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
267       && (!HONOR_NANS (type) || !tree_expr_maybe_infinite_p (@0))
268       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0)))
269   @1))
271 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
272    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
273 (simplify
274  (mult @0 real_onep)
275  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
276       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
277           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
278   (non_lvalue @0)))
280 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
281 (simplify
282  (mult @0 real_minus_onep)
283   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
284        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
285            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
286    (negate @0)))
288 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
289    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
290 (simplify
291  (mult @0 VECTOR_CST@1)
292  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
293       && !HONOR_SNANS (type)
294       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
295   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
296    (if (itype
297         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
298             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
299                 && optab_handler (and_optab,
300                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
301     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
302                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
304 (for cmp (gt ge lt le)
305      outp (convert convert negate negate)
306      outn (negate negate convert convert)
307  /* Transform X * (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
308  /* Transform X * (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
309  /* Transform X * (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
310  /* Transform X * (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
311  (simplify
312   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep))
313   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
314    (outp (abs @0))))
315  /* Transform X * (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
316  /* Transform X * (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
317  /* Transform X * (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
318  /* Transform X * (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
319  (simplify
320   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1))
321   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
322    (outn (abs @0)))))
324 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
325 (simplify
326  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
327  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
328   (abs @0)))
330 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
331 (simplify
332  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
333  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
334   (negate (abs @0))))
336 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
337 (simplify
338  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
339  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
340   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
342 /* (x >= 0 ? x : 0) + (x <= 0 ? -x : 0) -> abs x.  */
343 (simplify
344   (plus:c (max @0 integer_zerop) (max (negate @0) integer_zerop))
345   (abs @0))
347 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
348 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
349   (simplify
350     (op @0 integer_onep)
351     (non_lvalue @0)))
353 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
354    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
355    toward zero.
356    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
357    Also handle widening conversions, like:
358    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
359    or
360    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
361    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
362    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
363    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
364    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
365 (simplify
366  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
367  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
368       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
369           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
370           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
371       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
372           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
373               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
374                   || (element_precision (type)
375                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
376                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
377                       && (tree_nonzero_bits (@0)
378                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
379                                       true,
380                                       element_precision (type))) == 0)))))
381    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
382         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
383         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
384     (convert (rshift @3 @2))
385     (rshift @0 @2))))
387 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
388    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
389    traps enables better optimizations than these anyway.  */
390 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
391  /* 0 / X is always zero.  */
392  (simplify
393   (div integer_zerop@0 @1)
394   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
395   (if (!integer_zerop (@1))
396    @0))
397  /* X / -1 is -X.  */
398  (simplify
399   (div @0 integer_minus_onep@1)
400   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
401    (negate @0)))
402  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
403  (simplify
404   (div @0 SSA_NAME@1)
405   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
406        && ssa_name_has_boolean_range (@1)
407        && !flag_non_call_exceptions)
408    @0))
409  /* X / X is one.  */
410  (simplify
411   (div @0 @0)
412   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
413      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
414   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type))
415        && !integer_zerop (@0)
416        && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
417    { build_one_cst (type); }))
418  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
419  (simplify
420    (div:C @0 (abs @0))
421    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
422         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
423         && !integer_zerop (@0)
424         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
425     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
426           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
427  /* X / -X is -1.  */
428  (simplify
429    (div:C @0 (negate @0))
430    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
431         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
432         && !integer_zerop (@0)
433         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
434     { build_minus_one_cst (type); })))
436 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
437    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  Similarly
438    for MOD instead of DIV.  */
439 (for floor_divmod (floor_div floor_mod)
440      trunc_divmod (trunc_div trunc_mod)
441  (simplify
442   (floor_divmod @0 @1)
443   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
444        && TYPE_UNSIGNED (type))
445    (trunc_divmod @0 @1))))
447 /* 1 / X -> X == 1 for unsigned integer X.
448    1 / X -> X >= -1 && X <= 1 ? X : 0 for signed integer X.
449    But not for 1 / 0 so that we can get proper warnings and errors,
450    and not for 1-bit integers as they are edge cases better handled
451    elsewhere.  */
452 (simplify
453  (trunc_div integer_onep@0 @1)
454  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
455       && TYPE_PRECISION (type) > 1
456       && !integer_zerop (@1)
457       && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@1)))
458   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
459    (convert (eq:boolean_type_node @1 { build_one_cst (type); }))
460    (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
461     (cond (le (plus (convert:utype @1) { build_one_cst (utype); })
462               { build_int_cst (utype, 2); })
463      @1 { build_zero_cst (type); })))))
465 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
466    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
467 (for div (trunc_div exact_div)
468  (simplify
469   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
470   (with {
471     wi::overflow_type overflow;
472     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
473                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
474    }
475    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
476         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
477     (if (!overflow)
478      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
479      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
480           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
481       { build_zero_cst (type); }))))))
483 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
484    overflow is different.  */
485 (simplify
486  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
487  (with {
488    wi::overflow_type overflow;
489    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
490                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
491   }
492   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
493      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
494   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
495    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
497 /* Similar to above, but there could be an extra add/sub between
498    successive multuiplications.  */
499 (simplify
500  (mult (plus:s (mult:s@4 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
501  (with {
502    bool overflowed = true;
503    wi::overflow_type ovf1, ovf2;
504    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@3),
505                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
506    wide_int add = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@3),
507                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
508   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
509     {
510 #if GIMPLE
511       value_range vr0;
512       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
513           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @4)
514           && vr0.kind () == VR_RANGE)
515         {
516           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
517           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
518           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
519           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
520           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
521             {
522               wi::add (wmin0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
523               wi::add (wmax0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
524               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
525                 overflowed = false;
526             }
527         }
528 #endif
529     }
530   else
531    overflowed = false;
533   /* Skip folding on overflow.  */
534   (if (!overflowed)
535    (plus (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
536          { wide_int_to_tree (type, add); }))))
538 /* Similar to above, but a multiplication between successive additions.  */
539 (simplify
540  (plus (mult:s (plus:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
541  (with {
542    bool overflowed = true;
543    wi::overflow_type ovf1;
544    wi::overflow_type ovf2;
545    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
546                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
547    wide_int add = wi::add (mul, wi::to_wide (@3),
548                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
549   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
550     {
551 #if GIMPLE
552       value_range vr0;
553       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
554           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
555           && vr0.kind () == VR_RANGE)
556         {
557           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
558           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
559           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
560           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
561           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
562             {
563               wi::add (wmin0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
564               wi::add (wmax0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
565               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
566                 overflowed = false;
567             }
568         }
569 #endif
570     }
571   else
572    overflowed = false;
574   /* Skip folding on overflow.  */
575   (if (!overflowed)
576    (plus (mult @0 @2) { wide_int_to_tree (type, add); }))))
578 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
579    NaNs or Infinities.  */
580 (simplify
581  (rdiv @0 @0)
582  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
583       && ! HONOR_NANS (type)
584       && ! HONOR_INFINITIES (type))
585   { build_one_cst (type); }))
587 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
588    NaNs or Infinities.  */
589 (simplify
590  (rdiv:C @0 (negate @0))
591  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
592       && ! HONOR_NANS (type)
593       && ! HONOR_INFINITIES (type))
594   { build_minus_one_cst (type); }))
596 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
597 (simplify
598  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
599   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
600        && ! HONOR_NANS (type)
601        && ! HONOR_INFINITIES (type))
602    (switch
603     (if (types_match (type, float_type_node))
604      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
605     (if (types_match (type, double_type_node))
606      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
607     (if (types_match (type, long_double_type_node))
608      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
610 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
611 (simplify
612  (rdiv @0 real_onep)
613  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
614   (non_lvalue @0)))
616 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
617 (simplify
618  (rdiv @0 real_minus_onep)
619  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
620   (negate @0)))
622 (if (flag_reciprocal_math)
623  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
624  (simplify
625   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
626   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
628  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
629  (simplify
630   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
631   (with
632    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
633    (if (tem)
634     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
636  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
637  (simplify
638   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
639    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
641 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
642 (simplify
643  (rdiv @0 (negate @1))
644  (rdiv (negate @0) @1))
646 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
647  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
648     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
649  (for op (lt le gt ge)
650       neg_op (gt ge lt le)
651   (simplify
652    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
653    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
654     (switch
655      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
656       (op @1 @2))
657      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
658      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
659       (neg_op @1 @2)))))))
661 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
662 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
663  (simplify
664   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
665   (if (integer_pow2p (@2)
666        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
667        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
668        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
669    (rshift (convert @0)
670            { build_int_cst (integer_type_node,
671                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
673 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
674    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
675    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
676    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
677    tell if it is or not in a portable manner.  */
678 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
679  (simplify
680   (rdiv @0 cst@1)
681   (if (optimize)
682    (if (flag_reciprocal_math
683         && !real_zerop (@1))
684     (with
685      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
686      (if (tem)
687       (mult @0 { tem; } )))
688     (if (cst != COMPLEX_CST)
689      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
690       (if (inverse)
691        (mult @0 { inverse; } ))))))))
693 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
694  /* 0 % X is always zero.  */
695  (simplify
696   (mod integer_zerop@0 @1)
697   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
698   (if (!integer_zerop (@1))
699    @0))
700  /* X % 1 is always zero.  */
701  (simplify
702   (mod @0 integer_onep)
703   { build_zero_cst (type); })
704  /* X % -1 is zero.  */
705  (simplify
706   (mod @0 integer_minus_onep@1)
707   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
708    { build_zero_cst (type); }))
709  /* X % X is zero.  */
710  (simplify
711   (mod @0 @0)
712   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
713   (if (!integer_zerop (@0))
714    { build_zero_cst (type); }))
715  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
716  (simplify
717   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
718   @2)
719  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
720  (simplify
721   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
722   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
723        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
724        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
725                              TYPE_SIGN (type)))
726    { build_zero_cst (type); }))
727  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
728     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
729  (for cmp (eq ne)
730   (simplify
731    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
732    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
733     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
734      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
736 /* X % -C is the same as X % C.  */
737 (simplify
738  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
739   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
740        && !TREE_OVERFLOW (@1)
741        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
742        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
743        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
744        && !sign_bit_p (@1, @1))
745    (trunc_mod @0 (negate @1))))
747 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
748 (simplify
749  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
750  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
751       && !TYPE_UNSIGNED (type)
752       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
753       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
754       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
755          Y might be -1, because we would then change valid
756          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
757       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
758           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
759                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
760   (trunc_mod @0 (convert @1))))
762 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
763 (simplify
764  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
765  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
766   (convert (trunc_mod @0 @1))))
768 /* x * (1 + y / x) - y -> x - y % x */
769 (simplify
770  (minus (mult:cs @0 (plus:s (trunc_div:s @1 @0) integer_onep)) @1)
771  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
772   (minus @0 (trunc_mod @1 @0))))
774 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
775    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
776    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
777    to A & ((C << N) - 1).
778    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
779    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
780    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
781    be UB.  */
782 (match (power_of_two_cand @1)
783  INTEGER_CST@1)
784 (match (power_of_two_cand @1)
785  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
786 (for mod (trunc_mod floor_mod)
787  (for shift (lshift rshift)
788   (simplify
789    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
790    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
791     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
792                                                       1); }))))))
793  (simplify
794   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
795   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
796        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
797           conversion from narrower signed to wider unsigned type
798           where if @1 would be negative power of two, the divisor
799           would not be a power of two.  */
800        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
801        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
802        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
803            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
804            || !TYPE_UNSIGNED (type))
805        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
806    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
807            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
808              utype = unsigned_type_for (utype); }
809     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
810                                 { build_one_cst (utype); })))))))
812 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
813 (simplify
814  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
815  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
816   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
817                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
818                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
819                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
821 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
822 (simplify
823  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
824  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
825   (bit_and @0 (negate @1))))
827 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
828 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
829  (simplify
830   (div (mult:c @0 @1) @1)
831   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
832    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
833     @0
834 #if GIMPLE
835     (with
836      {
837        bool overflowed = true;
838        value_range vr0, vr1;
839        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
840            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
841            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
842            && vr0.kind () == VR_RANGE
843            && vr1.kind () == VR_RANGE)
844          {
845            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
846            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
847            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
848            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
849            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
850               it can be optimized too.  */
851            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
852            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
853            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
854            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
855              {
856                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
857                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
858                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
859                  overflowed = false;
860              }
861          }
862      }
863     (if (!overflowed)
864      @0))
865 #endif
866    ))))
868 (for op (negate abs)
869  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
870  (for coss (COS COSH)
871   (simplify
872    (coss (op @0))
873     (coss @0)))
874  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
875  (for pows (POW)
876   (simplify
877    (pows (op @0) REAL_CST@1)
878    (with { HOST_WIDE_INT n; }
879     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
880      (pows @0 @1)))))
881  /* Likewise for powi.  */
882  (for pows (POWI)
883   (simplify
884    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
885    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
886     (pows @0 @1))))
887  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
888  (for hypots (HYPOT)
889   (simplify
890    (hypots (op @0) @1)
891    (hypots @0 @1))
892   (simplify
893    (hypots @0 (op @1))
894    (hypots @0 @1)))
895  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
896  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
897   (simplify
898    (copysigns (op @0) @1)
899    (copysigns @0 @1))))
901 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
902 (simplify
903  (mult (abs@1 @0) @1)
904  (mult @0 @0))
906 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
907 (simplify
908  (mult (absu@1 @0) @1)
909  (mult (convert@2 @0) @2))
911 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
912 (for coss (COS COSH)
913      copysigns (COPYSIGN)
914  (simplify
915   (coss (copysigns @0 @1))
916    (coss @0)))
918 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
919 (for pows (POW)
920      copysigns (COPYSIGN)
921  (simplify
922   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
923   (with { HOST_WIDE_INT n; }
924    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
925     (pows @0 @1)))))
926 /* Likewise for powi.  */
927 (for pows (POWI)
928      copysigns (COPYSIGN)
929  (simplify
930   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
931   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
932    (pows @0 @1))))
934 (for hypots (HYPOT)
935      copysigns (COPYSIGN)
936  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
937  (simplify
938   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
939   (hypots @0 @2))
940  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
941  (simplify
942   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
943   (hypots @0 @1)))
945 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
946 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
947  (simplify
948   (copysigns @0 REAL_CST@1)
949   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
950    (negate (abs @0))
951    (abs @0))))
953 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
954 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
955  (simplify
956   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
957   (copysigns @0 @2)))
959 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
960 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
961  (simplify
962   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
963   (mult @0 @0)))
965 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
966 (for ccoss (CCOS CCOSH)
967  (simplify
968   (ccoss (negate @0))
969    (ccoss @0)))
971 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
972 (for ops (conj negate)
973  (for cabss (CABS)
974   (simplify
975    (cabss (ops @0))
976    (cabss @0))))
978 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
979 (simplify
980  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
981   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
982        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
983    (lshift @0 @2)))
985 /* Shifts by constants distribute over several binary operations,
986    hence (X << C) + (Y << C) can be simplified to (X + Y) << C.  */
987 (for op (plus minus)
988   (simplify
989     (op (lshift:s @0 @1) (lshift:s @2 @1))
990     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
991          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
992          && !TYPE_SATURATING (type))
993       (lshift (op @0 @2) @1))))
995 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
996   (simplify
997     (op (lshift:s @0 @1) (lshift:s @2 @1))
998     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
999       (lshift (op @0 @2) @1)))
1000   (simplify
1001     (op (rshift:s @0 @1) (rshift:s @2 @1))
1002     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1003       (rshift (op @0 @2) @1))))
1005 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
1006    into ((1 << C) >> x). */
1007 (simplify
1008  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
1009   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1010        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
1011        && single_use (@1))
1012    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1013      (rshift (lshift @0 @2) @3)
1014    (with
1015     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1016     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
1018 /* Fold ((type)(a<0)) << SIGNBITOFA into ((type)a) & signbit. */
1019 (simplify
1020  (lshift (convert (lt @0 integer_zerop@1)) INTEGER_CST@2)
1021  (if (TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == SIGNED
1022       && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) - 1))
1023   (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type)); }
1024    (bit_and (convert @0)
1025             { wide_int_to_tree (type,
1026                                 wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2))); }))))
1028 /* Fold (-x >> C) into -(x > 0) where C = precision(type) - 1.  */
1029 (for cst (INTEGER_CST VECTOR_CST)
1030  (simplify
1031   (rshift (negate:s @0) cst@1)
1032    (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1033         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1034     (with { tree stype = TREE_TYPE (@1);
1035             tree bt = truth_type_for (type);
1036             tree zeros = build_zero_cst (type);
1037             tree cst = NULL_TREE; }
1038      (switch
1039       /* Handle scalar case.  */
1040       (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1041            /* If we apply the rule to the scalar type before vectorization
1042               we will enforce the result of the comparison being a bool
1043               which will require an extra AND on the result that will be
1044               indistinguishable from when the user did actually want 0
1045               or 1 as the result so it can't be removed.  */
1046            && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
1047            && wi::eq_p (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (type) - 1))
1048        (negate (convert (gt @0 { zeros; }))))
1049       /* Handle vector case.  */
1050       (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
1051            /* First check whether the target has the same mode for vector
1052               comparison results as it's operands do.  */
1053            && TYPE_MODE (bt) == TYPE_MODE (type)
1054            /* Then check to see if the target is able to expand the comparison
1055               with the given type later on, otherwise we may ICE.  */
1056            && expand_vec_cmp_expr_p (type, bt, GT_EXPR)
1057            && (cst = uniform_integer_cst_p (@1)) != NULL
1058            && wi::eq_p (wi::to_wide (cst), element_precision (type) - 1))
1059        (view_convert (gt:bt @0 { zeros; }))))))))
1061 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
1062 (simplify
1063  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1064   (if (flag_associative_math
1065        && single_use (@3))
1066    (with
1067     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
1068     (if (tem)
1069      (rdiv { tem; } @1)))))
1071 /* Simplify ~X & X as zero.  */
1072 (simplify
1073  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1074   { build_zero_cst (type); })
1076 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
1077 (simplify
1078   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
1079   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1080     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
1082 (for bitop (bit_and bit_ior)
1083      cmp (eq ne)
1084  /* PR35691: Transform
1085     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
1086     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
1087  (simplify
1088   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
1089    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1090         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1091         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1092     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
1093  /* Transform:
1094     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
1095     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
1096  (simplify
1097   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
1098    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1099         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1100         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1101     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
1103 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
1104 (simplify
1105  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
1106   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
1107 (simplify
1108  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
1109  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1110   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
1112 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
1113 (simplify
1114  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
1115   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
1117 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
1118 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1119  (simplify
1120   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
1121    (bit_xor @0 @1))
1122  (simplify
1123   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
1124   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1125    (bit_xor @0 @1))))
1127 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
1128 (simplify
1129   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1130   (bit_ior @0 @1))
1132 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
1133 (simplify
1134  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
1135  @2)
1137 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
1138 (simplify
1139  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
1140  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1142 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
1143 (simplify
1144  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
1145  (bit_ior @0 @1))
1147 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
1148 (simplify
1149  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
1150  (bit_and @0 @1))
1152 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
1153 (simplify
1154  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
1155  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1157 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
1158 (for op (bit_and bit_xor)
1159  (simplify
1160   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
1161   @2))
1163 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
1164 (simplify
1165  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
1166  @2)
1168 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
1169 (simplify
1170  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
1171  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1173 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
1174 (simplify
1175  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
1176  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1178 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
1179 (simplify
1180  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
1181  (bit_and @3 (bit_not @2)))
1183 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
1184 (simplify
1185  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
1186  (bit_ior @3 @2))
1188 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
1189 (simplify
1190  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1191   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
1193 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
1194 (simplify
1195  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1196   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
1198 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
1199 (simplify
1200  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
1201  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1202       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1203   (bit_xor @0 @1)))
1205 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
1206    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
1207    Similarly if (N & M) == 0,
1208    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
1209    and for - instead of + (or unary - instead of +)
1210    and/or ^ instead of |.
1211    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
1212 (for op (plus minus)
1213  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1214   (simplify
1215    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
1216     (with
1217      { tree pmop[2];
1218        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
1219                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
1220                                        NULL_TREE, pmop); }
1221      (if (utype)
1222       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1223                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1224                         (convert:utype @2))))))
1225   (simplify
1226    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
1227     (with
1228      { tree pmop[2];
1229        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1230                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1231                                        @4, pmop); }
1232      (if (utype)
1233       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1234                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1235                         (convert:utype @2)))))))
1236  (simplify
1237   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1238    (with
1239     { tree pmop[2];
1240       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1241                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1242                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1243     (if (utype)
1244      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1245                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1246                        (convert:utype @2)))))))
1247 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1248  (simplify
1249   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1250    (with
1251     { tree pmop[2];
1252       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1253                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1254                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1255     (if (utype)
1256      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1257                        (convert:utype @1)))))))
1259 /* X % Y is smaller than Y.  */
1260 (for cmp (lt ge)
1261  (simplify
1262   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1263   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1264    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1265 (for cmp (gt le)
1266  (simplify
1267   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1268   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1269    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1271 /* x | ~0 -> ~0  */
1272 (simplify
1273  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1274  @1)
1276 /* x | 0 -> x  */
1277 (simplify
1278  (bit_ior @0 integer_zerop)
1279  @0)
1281 /* x & 0 -> 0  */
1282 (simplify
1283  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1284  @1)
1286 /* ~x | x -> -1 */
1287 /* ~x ^ x -> -1 */
1288 (for op (bit_ior bit_xor)
1289  (simplify
1290   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1291   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1293 /* x ^ x -> 0 */
1294 (simplify
1295   (bit_xor @0 @0)
1296   { build_zero_cst (type); })
1298 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1299 (simplify
1300   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1301   (bit_not @0))
1303 /* x & ~0 -> x  */
1304 (simplify
1305  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1306   (non_lvalue @0))
1308 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1309 (for bitop (bit_and bit_ior)
1310  (simplify
1311   (bitop @0 @0)
1312   (non_lvalue @0)))
1314 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1315 #if GIMPLE
1316 (simplify
1317  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1318  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1319       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1320   @0))
1321 #endif
1323 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1324 (simplify
1325  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1326  (plus @0 @1))
1327 (simplify
1328  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1329  (minus @0 @1))
1330 /* (~X - ~Y) -> Y - X.  */
1331 (simplify
1332  (minus (bit_not @0) (bit_not @1))
1333   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1334    (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1335     (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @0))))))
1337 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1338 (simplify
1339  (bit_not (minus:s @0 @1))
1340  (plus (bit_not @0) @1))
1341 (simplify
1342  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1343  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1344        && TYPE_UNSIGNED (type))
1345       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1346           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1347   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1349 #if GIMPLE
1350 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1351 (simplify
1352  (plus:c (bit_not @0) @1)
1353   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1354        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1355        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1356        && !integer_all_onesp (@1))
1357    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1358    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1359         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1360         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1361                                               SIGNED))
1362     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1363 #endif
1365 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1366 (simplify
1367  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1368   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1369    (rshift (bit_not! @0) @1)
1370    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1371       have MSB set and the logical right shift is changed into
1372       arithmetic shift.  */
1373    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1374     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1375      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1377 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1378 (simplify
1379  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1380  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1382 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1383 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1384 (for bitop (bit_and bit_ior)
1385  (simplify
1386   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1387   (bitop @0 (bit_not @1))))
1389 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1390 (simplify
1391  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1392  @2)
1394 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1395 (simplify
1396  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1397  (bit_not @0))
1399 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1400 (simplify
1401  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1402  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1404 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1405 (simplify
1406  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1407  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1409 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1410 (simplify
1411  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1412  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1414 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1415 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1416 (for bitop (bit_and bit_ior)
1417      rbitop (bit_ior bit_and)
1418  (simplify
1419   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1420   (bitop @1 @2)))
1422 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1423 (simplify
1424  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1425  (bit_xor @0 @1))
1427 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1428 (simplify
1429  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1430  (bit_and @0 @1))
1432 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1433 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1434 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1435 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1436  (simplify
1437   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1438   (bit_ior @0 @1)))
1440 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1441 (simplify
1442  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1443  (plus @0 @1))
1445 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1446 (simplify
1447  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1448  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1449       && !TYPE_SATURATING (type))
1450   (bit_and @0 @1)))
1452 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1453 (simplify
1454  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1455  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1456       && !TYPE_SATURATING (type))
1457   (bit_ior @0 @1)))
1459 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1460 (simplify
1461  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1462  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1464 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1465 (simplify
1466  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1467  (bit_and @0 @1))
1469 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1470 (simplify
1471  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1472  (bit_xor @0 @1))
1474 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1475 (simplify
1476  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1477  (bit_xor @0 @1))
1479 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1480 (simplify
1481  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1482  (bit_and @0 @1))
1484 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1485 (simplify
1486  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1487  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1489 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1490 (simplify
1491  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1492  (bit_xor @0 @1))
1494 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1495 (simplify
1496  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1497                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1498        integer_all_onesp)
1499  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1500       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1501       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1502       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1503  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1504 (simplify
1505  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1506                                integer_all_onesp))
1507        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1508  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1509       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1510       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1511       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1512  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1513 (simplify
1514  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1515        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1516                                integer_onep)))
1517  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1518       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1519       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1520       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1521  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1523 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1524    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1525 (for op (bit_and bit_ior)
1526      rop (bit_ior bit_and)
1527  (simplify
1528   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1529   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1530        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1531    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1533 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1534    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1535    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1536    simplifications.  */
1537 (for op (bit_xor plus)
1538  (simplify
1539   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1540       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1541   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1542        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1543        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1544    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1546 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1547 (simplify
1548  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1549  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1550   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1552 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1553 (simplify
1554  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1555  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1556       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1557   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1559 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1560 (simplify
1561  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1562  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1563   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1565 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1566 (for opo (bit_and bit_xor)
1567      opi (bit_xor bit_and)
1568  (simplify
1569   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1570   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1572 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1573    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1574    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1575    constants are involved.  For example, convert
1576      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1577    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1578 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1579      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1580  (simplify
1581   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1582   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1583        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1584    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1586 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1587 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1588    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1589 (for op (bit_and bit_ior)
1590  (simplify
1591   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1592   @2))
1593 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1594 (simplify
1595  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1596  (convert @0))
1597 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1598    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1599 (for op (bit_and bit_ior)
1600  (simplify
1601   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1602   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1603        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1604    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1605     (op @3 (convert @2))
1606     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1607      (op (convert @1) @5))))))
1608 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1609 (simplify
1610  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1611  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1612       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1613   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1615 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1616    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1617 (simplify
1618  (abs (abs@1 @0))
1619  @1)
1621 (simplify
1622  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1623  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1624   @1))
1626 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1627 (simplify
1628  (abs (negate @0))
1629  (abs @0))
1631 (simplify
1632  (absu (negate @0))
1633  (absu @0))
1635 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1636 (simplify
1637  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1638  @0)
1640 (simplify
1641  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1642  (convert @0))
1644 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X) or absu(X).  */
1645 (simplify
1646  (mult:c (nop_convert1?
1647           (bit_ior (nop_convert2? (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1648                     integer_onep))
1649          (nop_convert3? @0))
1650  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1651       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1652       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1653   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1654    (absu @0)
1655    (abs @0)
1656   )
1660 /* A few cases of fold-const.cc negate_expr_p predicate.  */
1661 (match negate_expr_p
1662  INTEGER_CST
1663  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1664        && TYPE_UNSIGNED (type))
1665       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1666           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1667 (match negate_expr_p
1668  FIXED_CST)
1669 (match negate_expr_p
1670  (negate @0)
1671  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1672 (match negate_expr_p
1673  REAL_CST
1674  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1675 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1676    ways.  */
1677 (match negate_expr_p
1678  VECTOR_CST
1679  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1680 (match negate_expr_p
1681  (minus @0 @1)
1682  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1683       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1684           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1685           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1687 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1688 (simplify
1689  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1690   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1691        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1692    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1694 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1695 (simplify
1696  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1697  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1698       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1699   (minus (negate @1) @0)))
1701 /* -(A - B) -> B - A.  */
1702 (simplify
1703  (negate (minus @0 @1))
1704  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1705       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1706           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1707           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1708   (minus @1 @0)))
1709 (simplify
1710  (negate (pointer_diff @0 @1))
1711  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1712   (pointer_diff @1 @0)))
1714 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1715 (simplify
1716  (minus @0 negate_expr_p@1)
1717  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1718  (plus @0 (negate @1))))
1720 /* Other simplifications of negation (c.f. fold_negate_expr_1).  */
1721 (simplify
1722  (negate (mult:c@0 @1 negate_expr_p@2))
1723  (if (! TYPE_UNSIGNED (type)
1724       && ! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1725       && single_use (@0))
1726   (mult @1 (negate @2))))
1728 (simplify
1729  (negate (rdiv@0 @1 negate_expr_p@2))
1730  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1731       && single_use (@0))
1732   (rdiv @1 (negate @2))))
1734 (simplify
1735  (negate (rdiv@0 negate_expr_p@1 @2))
1736  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1737       && single_use (@0))
1738   (rdiv (negate @1) @2)))
1740 /* Fold -((int)x >> (prec - 1)) into (unsigned)x >> (prec - 1).  */
1741 (simplify
1742  (negate (convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)))
1743  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1744       && wi::to_wide (@1) == element_precision (type) - 1)
1745   (with { tree stype = TREE_TYPE (@0);
1746           tree ntype = TYPE_UNSIGNED (stype) ? signed_type_for (stype)
1747                                              : unsigned_type_for (stype); }
1748    (if (VECTOR_TYPE_P (type))
1749     (view_convert (rshift (view_convert:ntype @0) @1))
1750     (convert (rshift (convert:ntype @0) @1))))))
1752 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1753    when profitable.
1754    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1755    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1756    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1757    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1758 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1759  (simplify
1760   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1761   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1762          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1763          && (int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0))
1764              || tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type)))
1765         || types_match (@0, @1))
1766        && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1767        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != OFFSET_TYPE
1768        /* ???  This transform conflicts with fold-const.cc doing
1769           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1770           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1771           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1772           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1773        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1774        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1775               after hoisting the conversion the operation will be narrower.
1776               It is also a good if the conversion is a nop as moves the
1777               conversion to one side; allowing for combining of the conversions.  */
1778            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1779            /* The conversion check for being a nop can only be done at the gimple
1780               level as fold_binary has some re-association code which can conflict
1781               with this if there is a "constant" which is not a full INTEGER_CST.  */
1782            || (GIMPLE && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
1783            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1784               mode.  */
1785            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1786            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1787               of its mode.  */
1788            || !type_has_mode_precision_p (type)
1789            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1790               in smaller IL.  */
1791            || (GIMPLE
1792                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1793                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1794                && single_use (@2)
1795                && single_use (@3))))
1796    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1797  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1798     in smaller IL.  */
1799  (simplify
1800   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1801   (if (GIMPLE
1802        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1803        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1804        && types_match (type, @0)
1805        && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1806        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != OFFSET_TYPE)
1807    (bitop @0 (convert @1)))))
1809 (for bitop (bit_and bit_ior)
1810      rbitop (bit_ior bit_and)
1811   /* (x | y) & x -> x */
1812   /* (x & y) | x -> x */
1813  (simplify
1814   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1815   @0)
1816  /* (~x | y) & x -> x & y */
1817  /* (~x & y) | x -> x | y */
1818  (simplify
1819   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1820   (bitop @0 @1)))
1822 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1823 (simplify
1824   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1825   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1827 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1828 (simplify
1829   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1830   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1832 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1833 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1834  (simplify
1835   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1836   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1837    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1838       folded to a constant.  */
1839    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1840    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1841       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1842       the values involved are such that the operation can't be decided at
1843       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1844       that combination can be decided at compile time.
1846       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1847       oscillation.  */
1848    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1849     (if (cst1)
1850      (bitop @1 { cst1; })
1851      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1852       (if (cst2)
1853        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1855 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1856    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1857 (match truth_valued_p
1858  @0
1859  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1860 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1861  (match truth_valued_p
1862   (op @0 @1)))
1863 (match truth_valued_p
1864   (truth_not @0))
1866 (match (logical_inverted_value @0)
1867  (truth_not @0))
1868 (match (logical_inverted_value @0)
1869  (bit_not truth_valued_p@0))
1870 (match (logical_inverted_value @0)
1871  (eq @0 integer_zerop))
1872 (match (logical_inverted_value @0)
1873  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1874 (match (logical_inverted_value @0)
1875  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1877 /* X & !X -> 0.  */
1878 (simplify
1879  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1880  { build_zero_cst (type); })
1881 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1882 (for op (bit_ior bit_xor)
1883  (simplify
1884   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1885   { constant_boolean_node (true, type); }))
1886 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1887 (for op (eq ne)
1888  (simplify
1889   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1890   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1892 /* ~~x -> x */
1893 (simplify
1894   (bit_not (bit_not @0))
1895   @0)
1897 (match zero_one_valued_p
1898  @0
1899  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && tree_nonzero_bits (@0) == 1)))
1900 (match zero_one_valued_p
1901  truth_valued_p@0)
1903 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 }.  */
1904 (simplify
1905  (mult zero_one_valued_p@0 zero_one_valued_p@1)
1906  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1907   (bit_and @0 @1)))
1909 /* Transform X & -Y into X * Y when Y is { 0 or 1 }.  */
1910 (simplify
1911  (bit_and:c (convert? (negate zero_one_valued_p@0)) @1)
1912  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1913       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1914       && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != BOOLEAN_TYPE
1915       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1916   (mult (convert @0) @1)))
1918 /* Narrow integer multiplication by a zero_one_valued_p operand.
1919    Multiplication by [0,1] is guaranteed not to overflow.  */
1920 (simplify
1921  (convert (mult@0 zero_one_valued_p@1 INTEGER_CST@2))
1922  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1923       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1924       && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1925   (mult (convert @1) (convert @2))))
1927 /* (X << C) != 0 can be simplified to X, when C is zero_one_valued_p.
1928    Check that the shift is well-defined (C is less than TYPE_PRECISION)
1929    as some targets (such as x86's SSE) may return zero for larger C.  */
1930 (simplify
1931   (ne (lshift zero_one_valued_p@0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1932   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
1933        && tree_to_shwi (@1) > 0
1934        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1935     (convert @0)))
1937 /* (X << C) == 0 can be simplified to X == 0, when C is zero_one_valued_p.
1938    Check that the shift is well-defined (C is less than TYPE_PRECISION)
1939    as some targets (such as x86's SSE) may return zero for larger C.  */
1940 (simplify
1941   (eq (lshift zero_one_valued_p@0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1942   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
1943        && tree_to_shwi (@1) > 0
1944        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1945     (eq @0 @2)))
1947 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1948 (simplify
1949  (bit_not (convert? (negate @0)))
1950  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1951       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1952   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1954 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1955 (simplify
1956  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1957  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1959 /* (a & b) ^ (a == b) -> !(a | b) */
1960 /* (a & b) == (a ^ b) -> !(a | b) */
1961 (for first_op (bit_xor eq)
1962      second_op (eq bit_xor)
1963  (simplify
1964   (first_op:c (bit_and:c truth_valued_p@0 truth_valued_p@1) (second_op:c @0 @1))
1965     (bit_not (bit_ior @0 @1))))
1967 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1968 (simplify
1969  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1970  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1971       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1972   (convert (negate @0))))
1973 (simplify
1974  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1975  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1976       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1977   (convert (negate @0))))
1979 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1980 (simplify
1981  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1982  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1983   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1984 (simplify
1985  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1986  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1987   (convert (bit_xor @0 @1))))
1989 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1990 (simplify
1991  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1992  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1993   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1995 /* ~(a ^ b) is a == b for truth valued a and b.  */
1996 (simplify
1997  (bit_not (bit_xor:s truth_valued_p@0 truth_valued_p@1))
1998  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1999       && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == 1)
2000   (convert (eq @0 @1))))
2002 /* (~a) == b is a ^ b for truth valued a and b.  */
2003 (simplify
2004  (eq:c (bit_not:s truth_valued_p@0) truth_valued_p@1)
2005  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2006       && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == 1)
2007   (convert (bit_xor @0 @1))))
2009 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
2010 (simplify
2011  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
2012  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
2014 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
2015 (simplify
2016  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
2017  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
2018       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2019   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
2021 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
2022 (if (!canonicalize_math_p ())
2023  (for cmp (gt lt ge le)
2024   (simplify
2025    (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
2026    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
2028 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
2029    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
2030 (for cmp (eq ne)
2031  (simplify
2032   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
2033   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2034        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2035        && tree_expr_nonzero_p (@1))
2036    (cmp @0 @2))))
2038 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
2039    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
2040 (for cmp (eq ne)
2041  (simplify
2042   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
2043   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2044        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
2045        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
2046    (cmp @0 @2))))
2048 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
2049    x * C RELOP y * C into:
2051    x RELOP y for nonnegative C
2052    y RELOP x for negative C  */
2053 (for cmp (lt gt le ge)
2054  (simplify
2055   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
2056   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2057        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2058    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2059     (cmp @0 @2)
2060    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2061         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
2062     (cmp @2 @0))))))
2064 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
2065 (for cmp (le gt)
2066      icmp (gt le)
2067  (simplify
2068   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
2069    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2070         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2071         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
2072         && (wi::to_wide (@2)
2073             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
2074     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2075      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
2077 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
2078 (for cmp (simple_comparison)
2079  (simplify
2080   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
2081   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
2082        && types_match (@0, @1))
2083    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2084     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2085      (cmp @1 @0)
2086      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2087       (with
2088        {
2089         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2090        }
2091        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
2092     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2093      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2094       (cmp @0 @1)
2095       (with
2096        {
2097         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2098        }
2099        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
2101 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
2102 (for cmp (simple_comparison)
2103  (simplify
2104   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2105   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2106        && integer_nonzerop (@1)
2107        && !TREE_OVERFLOW (@1)
2108        && !TREE_OVERFLOW (@2))
2109    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
2110            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
2111                                                    &neg_overflow); }
2112     (switch
2113      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
2114        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
2115         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
2116         (if (code == LT_EXPR)
2117          (lt @0 { lo; })
2118          (ge @0 { lo; }))))
2119      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
2120        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
2121         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
2122         (if (code == LE_EXPR)
2123          (le @0 { hi; })
2124          (gt @0 { hi; }))))
2125      (if (!lo && !hi)
2126       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
2127      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
2128       (ge @0 { lo; }))
2129      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
2130       (le @0 { hi; }))
2131      (if (code == NE_EXPR && !hi)
2132       (lt @0 { lo; }))
2133      (if (code == NE_EXPR && !lo)
2134       (gt @0 { hi; }))
2135      (if (GENERIC)
2136       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
2137                            lo, hi); })
2138      (with
2139       {
2140         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
2141         if (etype)
2142           {
2143             hi = fold_convert (etype, hi);
2144             lo = fold_convert (etype, lo);
2145             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
2146           }
2147       }
2148       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
2149        (if (code == EQ_EXPR)
2150         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
2151         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
2153 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2154 (for op (lt le ge gt)
2155  (simplify
2156   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2157   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2158        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2159    (op @0 @1))))
2161 /* As a special case, X + C < Y + C is the same as (signed) X < (signed) Y
2162    when C is an unsigned integer constant with only the MSB set, and X and
2163    Y have types of equal or lower integer conversion rank than C's.  */
2164 (for op (lt le ge gt)
2165  (simplify
2166   (op (plus @1 INTEGER_CST@0) (plus @2 @0))
2167   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2168        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2169        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@0)))
2170    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2171     (op (convert:stype @1) (convert:stype @2))))))
2173 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2174 (for op (eq ne minus)
2175  (simplify
2176   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2177   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2178        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2179            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2180    (op @0 @1))))
2182 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2183 (for op (lt le ge gt)
2184  (simplify
2185   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2186   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2187        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2188    (op @0 @1))))
2189 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2190 (for op (eq ne minus)
2191  (simplify
2192   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2193   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2194        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2195            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2196    (op @0 @1))))
2197 /* And for pointers...  */
2198 (for op (simple_comparison)
2199  (simplify
2200   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2201   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2202    (op @0 @1))))
2203 (simplify
2204  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2205  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2206       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2207   (pointer_diff @0 @1)))
2209 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
2210 (for op (lt le ge gt)
2211  (simplify
2212   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2213   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2214        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2215    (op @1 @0))))
2216 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2217 (for op (eq ne minus)
2218  (simplify
2219   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2220   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2221        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2222            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2223    (op @1 @0))))
2224 /* And for pointers...  */
2225 (for op (simple_comparison)
2226  (simplify
2227   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2228   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2229    (op @1 @0))))
2230 (simplify
2231  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2232  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2233       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2234   (pointer_diff @1 @0)))
2236 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
2237 (for op (lt le gt ge)
2238  (simplify
2239   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
2240   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2241        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2242        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2243        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
2244    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2245 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2246 (for op (eq ne)
2247  (simplify
2248   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
2249   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2250        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2251            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2252        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
2253        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
2254        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
2255    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2256  (simplify
2257   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
2258   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
2259        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2260        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
2261    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2263 /* (&a + b) !=/== (&a[1] + c) -> (&a[0] - &a[1]) + b !=/== c */
2264 (for neeq (ne eq)
2265  (simplify
2266   (neeq:c ADDR_EXPR@0 (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2267    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@3);}
2268     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2269      (neeq { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @3))))
2270  (simplify
2271   (neeq (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2272    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@1);}
2273     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2274      (neeq (plus { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @1) @3)))))
2276 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
2277    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2278 (for op (simple_comparison)
2279  (simplify
2280   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
2281   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2282        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2283            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
2284                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2285        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
2286    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2288 /* Transform:
2289    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
2290    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
2291 (for cmp (eq ne)
2292      ocmp (lt ge)
2293  (simplify
2294   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
2295   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2296        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
2297        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
2298        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2299    (ocmp @0 @1))))
2301 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
2302 (for cmp (eq ne)
2303  (simplify
2304   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
2305   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
2306    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2308 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
2309    possibly set.  */
2310 (match with_possible_nonzero_bits
2311  INTEGER_CST@0)
2312 (match with_possible_nonzero_bits
2313  SSA_NAME@0
2314  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
2315 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
2316 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2317  with_possible_nonzero_bits@0)
2318 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2319  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
2321 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
2322    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
2323 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2324  INTEGER_CST@0)
2325 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2326  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
2328 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
2329 (for cmp (eq ne)
2330  (simplify
2331   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
2332   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
2333    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2335 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
2336    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
2337    zero throughout its computed value range,
2338    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
2339    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
2340    and 0's otherwise.
2341    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
2342    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
2343    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
2345 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
2346      outer_op (bit_xor bit_ior)
2347 (simplify
2348  (outer_op
2349   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
2350  (with
2351   {
2352     bool fail = false;
2353     wide_int zero_mask_not;
2354     wide_int C0;
2355     wide_int cst_emit;
2357     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
2358       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
2359     else
2360       fail = true;
2362     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
2363       {
2364         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
2365         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
2366       }
2367     else
2368       {
2369         C0 = wi::to_wide (@0);
2370         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
2371       }
2372   }
2373   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
2374    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
2375    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
2376     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2378 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2379 (simplify
2380   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2381   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2382 #if GENERIC
2383 (simplify
2384   (pointer_plus (convert:s (pointer_plus:s @0 @1)) @3)
2385   (convert:type (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
2386 #endif
2388 /* Pattern match
2389      tem1 = (long) ptr1;
2390      tem2 = (long) ptr2;
2391      tem3 = tem2 - tem1;
2392      tem4 = (unsigned long) tem3;
2393      tem5 = ptr1 + tem4;
2394    and produce
2395      tem5 = ptr2;  */
2396 (simplify
2397   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2398   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2399   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2400        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2401             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2402    @1))
2403 (simplify
2404   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2405   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2406    (convert @1)))
2408 /* Pattern match
2409      tem = (sizetype) ptr;
2410      tem = tem & algn;
2411      tem = -tem;
2412      ... = ptr p+ tem;
2413    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2414      ... = ptr & ~algn;  */
2415 (simplify
2416   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2417   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2418    (bit_and @0 { algn; })))
2420 /* Try folding difference of addresses.  */
2421 (simplify
2422  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2423  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2424   (with { poly_int64 diff; }
2425    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2426     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2427 (simplify
2428  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2429  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2430   (with { poly_int64 diff; }
2431    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2432     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2433 (simplify
2434  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2435  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2436       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2437   (with { poly_int64 diff; }
2438    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2439     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2440 (simplify
2441  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2442  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2443       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2444   (with { poly_int64 diff; }
2445    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2446     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2448 /* (&a+b) - (&a[1] + c) -> sizeof(a[0]) + (b - c) */
2449 (simplify
2450  (pointer_diff (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2451  (with { poly_int64 diff; }
2452    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2453     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert (minus @1 @3))))))
2454 /* (p + b) - &p->d -> offsetof (*p, d) + b */
2455 (simplify
2456  (pointer_diff (pointer_plus @0 @1) ADDR_EXPR@2)
2457  (with { poly_int64 diff; }
2458    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2459     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert @1)))))
2460 (simplify
2461  (pointer_diff ADDR_EXPR@0 (pointer_plus @1 @2))
2462  (with { poly_int64 diff; }
2463    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2464     (minus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert @2)))))
2466 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2467 (simplify
2468  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2469  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2470   { build_fold_addr_expr_with_type
2471       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2472                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2473                type); }))
2475 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2476    be able to fold this expression using the object or function's
2477    alignment.  */
2478 (simplify
2479  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2480  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2481       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2482   (with
2483    {
2484      unsigned int align;
2485      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2486      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2487    }
2488    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2489     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2490                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2492 (match min_value
2493  INTEGER_CST
2494  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2495       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2497 (match max_value
2498  INTEGER_CST
2499  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2500       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2502 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2503    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2504 (for eqne (eq ne)
2505  (simplify
2506   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2507    (switch
2508     (if (eqne == EQ_EXPR)
2509      { constant_boolean_node (false, type); })
2510     (if (eqne == NE_EXPR)
2511      @2)
2512     )))
2514 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2515    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2516 (for eqne (eq ne)
2517  (simplify
2518   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2519    (switch
2520     (if (eqne == EQ_EXPR)
2521      { constant_boolean_node (false, type); })
2522     (if (eqne == NE_EXPR)
2523      @2)
2524     )))
2526 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2527 (simplify
2528  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2529   @2)
2531 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2532 (simplify
2533  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2534   @2)
2536 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2537 (simplify
2538  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2539   @2)
2541 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2542 (simplify
2543  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2544   { constant_boolean_node (true, type); })
2546 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2547 (simplify
2548  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2549   @2)
2551 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2552 (simplify
2553  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2554   @2)
2556 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2557    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2558 (for eqne (eq ne)
2559  (simplify
2560   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2561    (switch
2562     (if (eqne == EQ_EXPR)
2563      @2)
2564     (if (eqne == NE_EXPR)
2565      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2567 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2568 (simplify
2569  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:cs @0 @1))
2570   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2571        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2572   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2574 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2575 (simplify
2576  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:cs @0 @1))
2577   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2578        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2579   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2581 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2582    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2584 (for code1 (eq ne)
2585  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2586   (simplify
2587    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2588     (with
2589      {
2590       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2591       bool val;
2592       switch (code2)
2593          {
2594         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2595         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2596         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2597         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2598         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2599         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2600         default: gcc_unreachable ();
2601         }
2602      }
2603      (switch
2604       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2605       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2606       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2608 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2610 (for code1 (lt le gt ge)
2611  (for code2 (lt le gt ge)
2612   (simplify
2613   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2614    (with
2615     {
2616      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2617     }
2618     (switch
2619      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2620      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2621           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2622       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2623        @3
2624        @4))
2625      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2626      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2627           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2628       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2629        @3
2630        @4))
2631      /* Check for singleton ranges.  */
2632      (if (cmp == 0
2633           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2634             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2635       (eq @0 @1))
2636      /* Check for disjoint ranges.  */
2637      (if (cmp <= 0
2638           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2639           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2640       { constant_boolean_node (false, type); })
2641      (if (cmp >= 0
2642           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2643           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2644       { constant_boolean_node (false, type); })
2645      )))))
2647 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2648    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2650 (for code1 (eq ne)
2651  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2652   (simplify
2653    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2654     (with
2655      {
2656       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2657       bool val;
2658       switch (code2)
2659         {
2660         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2661         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2662         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2663         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2664         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2665         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2666         default: gcc_unreachable ();
2667         }
2668      }
2669      (switch
2670       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2671       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2672       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2674 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2676 (for code1 (lt le gt ge)
2677  (for code2 (lt le gt ge)
2678   (simplify
2679   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2680    (with
2681     {
2682      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2683     }
2684     (switch
2685      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2686      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2687           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2688       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2689        @4
2690        @3))
2691      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2692      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2693           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2694       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2695        @4
2696        @3))
2697      /* Check for singleton ranges.  */
2698      (if (cmp == 0
2699           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2700               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2701       (ne @0 @2))
2702      /* Check for disjoint ranges.  */
2703      (if (cmp >= 0
2704           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2705           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2706       { constant_boolean_node (true, type); })
2707      (if (cmp <= 0
2708           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2709           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2710       { constant_boolean_node (true, type); })
2711      )))))
2713 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2714 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2716  /* Contract negates.  */
2717  /* A + (-B) -> A - B */
2718  (simplify
2719   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2720   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2721   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2722        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2723    (with
2724     {
2725      tree t1 = type;
2726      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2727          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2728        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2729     }
2730     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2731  /* A - (-B) -> A + B */
2732  (simplify
2733   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2734   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2735        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2736    (with
2737     {
2738      tree t1 = type;
2739      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2740          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2741        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2742     }
2743     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2744  /* -(T)(-A) -> (T)A
2745     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2746     happen without overflow.  */
2747  (simplify
2748   (negate (convert (negate @1)))
2749   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2750        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2751            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2752                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2753        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2754        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2755    (convert @1)))
2756  (simplify
2757   (negate (convert negate_expr_p@1))
2758   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2759        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2760             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2761             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2762            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2763    (convert (negate @1))))
2764  (simplify
2765   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2766   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2767        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2768    (view_convert @1)))
2770  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2771     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2772  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2773       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2775   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2776      irrespective of overflow issues.  */
2777   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2778   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2779   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2780   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2781   (simplify
2782    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2783    (view_convert @1))
2784   (simplify
2785    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2786    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2787         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2788    (negate (view_convert @1))
2789    (view_convert (negate @1))))
2790   (simplify
2791    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2792    (view_convert @0))
2793   (simplify
2794    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2795     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2796          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2797      (negate (view_convert @1))
2798      (view_convert (negate @1))))
2799   (simplify
2800    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2801    (view_convert @1))
2802   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2803   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2804   /* More cases are handled with comparisons.  */
2805   (simplify
2806    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2807    (plus @2 @1))
2808   (simplify
2809    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2810    (minus @2 @1))
2811   (simplify
2812    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2813    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2814         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2815     (pointer_diff @2 @1)))
2816   (simplify
2817    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2818    (plus @1 @2))
2820   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2821      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2822      scalars.  */
2823   (for outer_op (plus minus)
2824    (for inner_op (plus minus)
2825         neg_inner_op (minus plus)
2826     (simplify
2827      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2828                CONSTANT_CLASS_P@2)
2829      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2830      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2831       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2832          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2833       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2834        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2835         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2836         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2837       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2838            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2839        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2840         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2841         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2842        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2843           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2844           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2845        (if (types_match (type, @0))
2846         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2847                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2848                                         type, @1, @2); }
2849          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2850           (inner_op @0 { cst; } )
2851           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2852           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2853                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2854            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2855            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2856            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2857             (if (utype)
2858              (view_convert (inner_op
2859                             (view_convert:utype @0)
2860                             (view_convert:utype
2861                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2863   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2864   (for outer_op (plus minus)
2865    (simplify
2866     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2867     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2868     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2869      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2870         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2871      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2872       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2873      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2874           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2875       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2876       (if (types_match (type, @0))
2877        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2878         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2879          (minus { cst; } @0))))))))
2881   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2882      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2883      scalars.  */
2884   (simplify
2885    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2886    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2887    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2888     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2889       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2890     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2891      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2892     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2893          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2894      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2895      (if (types_match (type, @0))
2896       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2897        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2898         (plus { cst; } @0)))))))
2900 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2901 #if GIMPLE
2902   (simplify
2903    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2904     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2905          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2906          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2907          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2908      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2909         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2910      (with
2911       {
2912         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2913                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2914         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2916         wide_int w1
2917           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2918                             TYPE_SIGN (inner_type));
2920         value_range vr;
2921         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2922             && vr.kind () == VR_RANGE)
2923           {
2924             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2925             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2926             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2927             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2928           }
2929       }
2930      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2931       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2932      )))
2933 #endif
2935 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2936 #if GIMPLE
2937   (for op (plus minus)
2938    (simplify
2939     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2940      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2941           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2942           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2943           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2944           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2945           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2946        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2947 #endif
2949 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2950    to a simple value.  */
2951   (for op (plus minus)
2952    (simplify
2953     (op (convert @0) (convert @1))
2954      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2955           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2956           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2957           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2958           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2959           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2960       (convert (op! @0 @1)))))
2962   /* ~A + A -> -1 */
2963   (simplify
2964    (plus:c (convert? (bit_not @0)) (convert? @0))
2965    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2966     (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2968   /* ~A + 1 -> -A */
2969   (simplify
2970    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2971    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2972     (negate (convert @0))))
2974   /* -A - 1 -> ~A */
2975   (simplify
2976    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2977    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2978         && TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2979         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2980     (bit_not (convert @0))))
2982   /* -1 - A -> ~A */
2983   (simplify
2984    (minus integer_all_onesp @0)
2985    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
2986     (bit_not @0)))
2988   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2989   (simplify
2990    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2991     (convert? @0))
2992    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2993         /* For integer types, if A has a smaller type
2994            than T the result depends on the possible
2995            overflow in P + A.
2996            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2997            However, if an overflow in P + A would cause
2998            undefined behavior, we can assume that there
2999            is no overflow.  */
3000         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3001             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
3002     (convert @1)))
3003   (simplify
3004    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
3005     (convert @0))
3006    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3007         /* For pointer types, if the conversion of A to the
3008            final type requires a sign- or zero-extension,
3009            then we have to punt - it is not defined which
3010            one is correct.  */
3011         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3012             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3013             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
3014     (convert @1)))
3015    (simplify
3016     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
3017     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3018        thus sign-extended if necessary.  */
3019     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3020      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3021         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3022         we don't want to diagnose overflow here.  */
3023      (convert (view_convert:stype @1))))
3025   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
3026   (simplify
3027    (minus (convert? @0)
3028     (convert (plus:c @@0 @1)))
3029    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3030         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3031         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3032     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3033      (convert (negate (convert:utype @1))))
3034     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3035          /* For integer types, if A has a smaller type
3036             than T the result depends on the possible
3037             overflow in P + A.
3038             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3039             However, if an overflow in P + A would cause
3040             undefined behavior, we can assume that there
3041             is no overflow.  */
3042          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3043              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
3044      (negate (convert @1)))))
3045   (simplify
3046    (minus (convert @0)
3047     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
3048    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3049         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3050         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3051     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3052      (convert (negate (convert:utype @1))))
3053     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3054          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3055             final type requires a sign- or zero-extension,
3056             then we have to punt - it is not defined which
3057             one is correct.  */
3058          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3059              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3060              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
3061      (negate (convert @1)))))
3062    (simplify
3063     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
3064     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3065        thus sign-extended if necessary.  */
3066     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3067      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3068         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3069         we don't want to diagnose overflow here.  */
3070      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
3072   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
3073   (simplify
3074    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
3075     (convert (plus:c @0 @2)))
3076    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3077         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3078         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3079         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
3080     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3081      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3082     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3083           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
3084          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3085              /* For integer types, if A has a smaller type
3086                 than T the result depends on the possible
3087                 overflow in P + A.
3088                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3089                 However, if an overflow in P + A would cause
3090                 undefined behavior, we can assume that there
3091                 is no overflow.  */
3092              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3093                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3094                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
3095                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
3096      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3097   (simplify
3098    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
3099     (convert (pointer_plus @0 @2)))
3100    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3101         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3102         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3103     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3104      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3105     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3106          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3107             final type requires a sign- or zero-extension,
3108             then we have to punt - it is not defined which
3109             one is correct.  */
3110          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3111              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3112              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
3113              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
3114              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
3115      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3116    (simplify
3117     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
3118      (pointer_diff @0 @1))
3119    (simplify
3120     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
3121     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3122        thus sign-extended if necessary.  */
3123     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3124      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3125         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3126         we don't want to diagnose overflow here.  */
3127      (minus (convert (view_convert:stype @1))
3128             (convert (view_convert:stype @2)))))))
3130 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
3131     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
3132 (if (!TYPE_SATURATING (type)
3133      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
3134  (for plusminus (plus minus)
3135   (simplify
3136    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
3137    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3138         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3139         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3140             && tree_expr_nonzero_p (@0)
3141             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3142     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
3143      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
3144         original operand (but not on both).  */
3145      (mult (plusminus @1 @2) @0)
3146      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
3147   )))
3148   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
3149   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
3150    (simplify
3151     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
3152     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3153           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3154           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
3155              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3156              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
3157              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
3158           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3159               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3160                    && expr_not_equal_to (@0,
3161                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
3162                   || (plusminus == PLUS_EXPR
3163                       ? expr_not_equal_to (@2,
3164                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3165                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
3166                       : (expr_not_equal_to (@2,
3167                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3168                          && expr_not_equal_to (@2,
3169                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3170                                 + 1))))))
3171          && single_use (@3))
3172      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
3173    (simplify
3174     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
3175     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3176           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3177           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
3178              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3179              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
3180              for @0 0 and @2 min.  */
3181           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3182               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3183                    && (plusminus == MINUS_EXPR
3184                        || expr_not_equal_to (@0,
3185                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3186                   || expr_not_equal_to (@2,
3187                         (plusminus == PLUS_EXPR
3188                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3189                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
3190          && single_use (@3))
3191      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
3193 #if GIMPLE
3194 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
3195    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
3196 (simplify
3197  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
3198   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3199        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3200        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3201        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3202            || optab_handler (smul_optab,
3203                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3204    (with { tree t = type;
3205            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3206            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
3207                                              element_precision (type));
3208            w += 1;
3209            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3210                                         : t, w);
3211            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3212     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3213 (simplify
3214  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
3215   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3216        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3217        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3218        && tree_fits_uhwi_p (@2)
3219        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
3220        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3221            || optab_handler (smul_optab,
3222                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3223    (with { tree t = type;
3224            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3225            unsigned int prec = element_precision (type);
3226            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
3227            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
3228            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3229                                         : t, w);
3230            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3231     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3232 #endif
3234 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
3235    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
3236    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
3237 (for op (bit_ior bit_xor)
3238  (simplify
3239   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3240       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3241   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3242        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3243    (mult @1
3244          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
3245  (simplify
3246   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3247         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3248   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3249        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3250        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3251    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
3252            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
3253                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3254     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
3255  (simplify
3256   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3257         @1)
3258   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3259        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3260    (mult @1
3261          { wide_int_to_tree (type,
3262                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
3263  (simplify
3264   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3265       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3266   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3267        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3268        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3269        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3270    (with { tree t = type;
3271            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3272              t = unsigned_type_for (t);
3273            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3274            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
3275                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3276     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
3277  (simplify
3278   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3279         @1)
3280   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3281        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3282        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3283    (with { tree t = type;
3284            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3285              t = unsigned_type_for (t);
3286            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3287            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
3288     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
3290 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
3292 (for minmax (min max)
3293  (simplify
3294   (minmax @0 @0)
3295   @0))
3296 /* For fmin() and fmax(), skip folding when both are sNaN.  */
3297 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3298  (simplify
3299   (minmax @0 @0)
3300   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3301     @0)))
3302 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
3303 (simplify
3304  (min:c (max:c @0 @1) @1)
3305  @1)
3306 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
3307 (simplify
3308  (max:c (min:c @0 @1) @1)
3309  @1)
3310 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
3311 (simplify
3312  (max:c @0 (negate @0))
3313  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3314       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3315           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3316   (abs @0)))
3317 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
3318 (simplify
3319  (min:c @0 (negate @0))
3320  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3321       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3322           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3323   (negate (abs @0))))
3324 (simplify
3325  (min @0 @1)
3326  (switch
3327   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3328        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3329        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3330    @1)
3331   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3332        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3333        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3334    @0)))
3335 (simplify
3336  (max @0 @1)
3337  (switch
3338   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3339        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3340        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3341    @1)
3342   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3343        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3344        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3345    @0)))
3347 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
3348 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
3349 (simplify
3350  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3351   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3352    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3353     @2
3354     @0)))
3356 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
3357 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
3358 (simplify
3359  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3360   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3361    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3362     @0
3363     @2)))
3365 /* Simplify min (&var[off0], &var[off1]) etc. depending on whether
3366    the addresses are known to be less, equal or greater.  */
3367 (for minmax (min max)
3368      cmp (lt gt)
3369  (simplify
3370   (minmax (convert1?@2 addr@0) (convert2?@3 addr@1))
3371   (with
3372    {
3373      poly_int64 off0, off1;
3374      tree base0, base1;
3375      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
3376                                   off0, off1, GENERIC);
3377    }
3378    (if (equal == 1)
3379     (if (minmax == MIN_EXPR)
3380      (if (known_le (off0, off1))
3381       @2
3382       (if (known_gt (off0, off1))
3383        @3))
3384      (if (known_ge (off0, off1))
3385       @2
3386       (if (known_lt (off0, off1))
3387        @3)))))))
3389 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
3390    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
3391 (for minmax (min max)
3392  (simplify
3393   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
3394   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3395        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
3396        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
3397        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
3398    (minmax @1 (convert @2)))))
3400 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3401  /* If either argument is NaN and other one is not sNaN, return the other
3402     one.  Avoid the transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
3403  (simplify
3404   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
3405    (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
3406        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling)
3407        && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3408    @0)))
3409 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
3410    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
3411    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
3412    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
3413    worry about it either.  */
3414 (if (flag_finite_math_only)
3415  (simplify
3416   (FMIN_ALL @0 @1)
3417   (min @0 @1))
3418  (simplify
3419   (FMAX_ALL @0 @1)
3420   (max @0 @1)))
3421 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
3422 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3423      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
3424  (simplify
3425   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
3426   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3427        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3428            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3429    (negate (maxmin @0 @1)))))
3430 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3431    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3432 (for minmax (min max)
3433  maxmin (max min)
3434  (simplify
3435   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3436   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3438 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3439 (for minmax (min min max max)
3440      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3441      out    (le  gt  ge  lt )
3442  (simplify
3443   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3444   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3445    (out @0 @1))))
3446 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3447    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3448 (for cmp (eq ne)
3449  (simplify
3450   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3451   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3452                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3453    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3454    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3455                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3456     (cmp @0 @2)))))
3457 (for cmp (eq ne)
3458  (simplify
3459   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3460   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3461                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3462    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3463    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3464                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3465     (cmp @0 @2)))))
3466 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3467 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3468      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3469      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3470  (simplify
3471   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3472   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3474 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3475    X > MAX(X, Y) -> false 
3476    X >= MIN(X, Y) -> true
3477    X < MIN(X, Y) -> false */
3478 (for minmax (min     min     max     max     )
3479      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3480  (simplify
3481   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3482   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3484 /* Undo fancy ways of writing max/min or other ?: expressions, like
3485    a - ((a - b) & -(a < b))  and  a - (a - b) * (a < b) into (a < b) ? b : a.
3486    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3487 /* Transform A + (B-A)*cmp into cmp ? B : A.  */
3488 (simplify
3489  (plus:c @0 (mult:c (minus @1 @0) zero_one_valued_p@2))
3490  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3491       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3492   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3493 /* Transform A - (A-B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3494 (simplify
3495  (minus @0 (mult:c (minus @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3496  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3497       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3498   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3499 /* Transform A ^ (A^B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3500 (simplify
3501  (bit_xor:c @0 (mult:c (bit_xor:c @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3502  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3503       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3504   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3506 /* (x <= 0 ? -x : 0) -> max(-x, 0).  */
3507 (simplify
3508   (cond (le @0 integer_zerop@1) (negate@2 @0) integer_zerop@1)
3509   (max @2 @1))
3511 /* ((x & 0x1) == 0) ? y : z <op> y -> (-(typeof(y))(x & 0x1) & z) <op> y */
3512 (for op (bit_xor bit_ior)
3513  (simplify
3514   (cond (eq zero_one_valued_p@0
3515             integer_zerop)
3516         @1
3517         (op:c @2 @1))
3518   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3519        && TYPE_PRECISION (type) > 1
3520        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
3521        (op (bit_and (negate (convert:type @0)) @2) @1))))
3523 /* ((x & 0x1) == 0) ? z <op> y : y -> (-(typeof(y))(x & 0x1) & z) <op> y */
3524 (for op (bit_xor bit_ior)
3525  (simplify
3526   (cond (ne zero_one_valued_p@0
3527             integer_zerop)
3528        (op:c @2 @1)
3529         @1)
3530   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3531        && TYPE_PRECISION (type) > 1
3532        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
3533        (op (bit_and (negate (convert:type @0)) @2) @1))))
3535 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3537 (for rotate (lrotate rrotate)
3538  (simplify
3539   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3540   @0))
3542 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3543 (simplify
3544  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3545  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3546   @0))
3548 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3549 (simplify
3550  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3551  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3552   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3553   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3555 (simplify
3556  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3557  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3558       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3559          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3560          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3561       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3562       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3563       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3564       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3565       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3566           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3567                         TYPE_PRECISION (type)
3568                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3569   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3571 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3572    types.  */
3573 (simplify
3574  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3575  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3576       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3577   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3579 /* Optimize x >> x into 0 */
3580 (simplify
3581  (rshift @0 @0)
3582   { build_zero_cst (type); })
3584 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3585  (simplify
3586   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3587   (non_lvalue @0))
3588  (simplify
3589   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3590   @0)
3591  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3592     if vector2 is uniform.  */
3593  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3594   (simplify
3595    (shiftrotate @0 vec@1)
3596    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3597     (if (tem)
3598      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3600 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3601    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3602 #if GIMPLE
3603 (for shift (lshift rshift)
3604  (simplify
3605   (shift @0 SSA_NAME@1)
3606    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3607     (with {
3608       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3609       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3610      }
3611      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3612       @0)))))
3613 #endif
3615 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3616    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3617 (simplify
3618  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3619  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3620                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3621                                            element_precision (type)), @1); }))
3623 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3624 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3625  (simplify
3626   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3627   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3628    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3629         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3630         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3631         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3632     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3633                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3634      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3635         being well defined.  */
3636      (if (low >= prec)
3637       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3638        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3639        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3640         { build_zero_cst (type); }
3641         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3642       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3645 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3646 (simplify
3647  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3648   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3649    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3650    { build_zero_cst (type); }))
3652 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3653    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3654    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3655 (for cmp (ne eq)
3656      icmp (eq ne)
3657  (simplify
3658   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3659    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3660            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3661     (if (c1 < c2)
3662      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3663      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3664  (simplify
3665   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3666    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3667     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3668             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3669      (if (c1 > c2)
3670       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3671       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3673 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3674    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3675    if CST2 != 0.  */
3676 (for cmp (ne eq)
3677  (simplify
3678   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3679   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3680    (if (cand < 0
3681         || (!integer_zerop (@2)
3682             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3683     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3684     (if (!integer_zerop (@2)
3685          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3686      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3688 /* Fold ((X << C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 >> C1)) cmp (C3 >> C1)
3689         ((X >> C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 << C1)) cmp (C3 << C1).  */
3690 (for cmp (ne eq)
3691  (simplify
3692   (cmp (bit_and:s (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3693   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3694        && tree_to_shwi (@1) > 0
3695        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3696     (if (tree_to_shwi (@1) > wi::ctz (wi::to_wide (@3)))
3697       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3698       (with { wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3699               wide_int c2 = wi::lrshift (wi::to_wide (@2), c1);
3700               wide_int c3 = wi::lrshift (wi::to_wide (@3), c1); }
3701         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c2); })
3702              { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c3); })))))
3703  (simplify
3704   (cmp (bit_and:s (rshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3705   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3706        && tree_to_shwi (@1) > 0
3707        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3708     (with { tree t0 = TREE_TYPE (@0);
3709             unsigned int prec = TYPE_PRECISION (t0);
3710             wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3711             wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3712             wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3713             wide_int sb = wi::set_bit_in_zero (prec - 1, prec); }
3714       (if ((c2 & c3) != c3)
3715         { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3716         (if (TYPE_UNSIGNED (t0))
3717           (if ((c3 & wi::arshift (sb, c1 - 1)) != 0)
3718             { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3719             (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, c2 << c1); })
3720                  { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3721           (with { wide_int smask = wi::arshift (sb, c1); }
3722             (switch
3723               (if ((c2 & smask) == 0)
3724                 (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, c2 << c1); })
3725                      { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3726               (if ((c3 & smask) == 0)
3727                 (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, (c2 << c1) | sb); })
3728                      { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3729               (if ((c2 & smask) != (c3 & smask))
3730                 { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3731               (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, (c2 << c1) | sb); })
3732                    { wide_int_to_tree (t0, (c3 << c1) | sb); })))))))))
3734 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3735         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3736    if the new mask might be further optimized.  */
3737 (for shift (lshift rshift)
3738  (simplify
3739   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3740            INTEGER_CST@2)
3741    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3742         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3743         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3744         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3745         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3746     (with
3747      {
3748        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3749        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3750        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3751        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3752        unsigned int prec;
3754        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3755          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3756        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3757                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3758          {
3759            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3760            tree arg00 = @0;
3761            /* See if more bits can be proven as zero because of
3762               zero extension.  */
3763            if (@3 != @0
3764                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3765              {
3766                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3767                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3768                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3769                  {
3770                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3771                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3772                    if (shiftc < prec)
3773                      shift_type = inner_type;
3774                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3775                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3776                       is all ones.  */
3777                  }
3778              }
3779            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3780            if (shiftc < prec)
3781              {
3782                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3783                zerobits <<= prec - shiftc;
3784              }
3785            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3786               can contain actually sign bits, so no transformation is
3787               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3788               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3789            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3790                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3791              {
3792                if ((mask & zerobits) == 0)
3793                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3794                else
3795                  zerobits = 0;
3796              }
3797          }
3798      }
3799      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3800      (if ((mask & zerobits) == mask)
3801       { build_int_cst (type, 0); }
3802       (with { newmask = mask | zerobits; }
3803        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3804         (with
3805          {
3806            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3807               mode's mask.  */
3808            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3809                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3810              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3811                break;
3812          }
3813          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3814               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3815           (with
3816            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3817            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3818             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3819              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3820              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3822 /* ((1 << n) & M) != 0  -> n == log2 (M) */
3823 (for cmp (ne eq)
3824        icmp (eq ne)
3825  (simplify
3826   (cmp
3827    (bit_and
3828     (nop_convert? (lshift integer_onep @0)) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3829   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3830    (icmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3831                                 wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1))); }))))
3833 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3834    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3835 (for shift (lshift rshift)
3836  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3837   (simplify
3838    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3839    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3840     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3841      (if (mask)
3842       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3844 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3845 (simplify
3846  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3847   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3848        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3849            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3850            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3851    (with
3852     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3853      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3855 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3856    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3857 (for rotate (lrotate rrotate)
3858  (simplify
3859   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3860    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3861          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3862          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3863         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3864             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3865     (with
3866      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3867       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3869 (for cmp (eq ne)
3870  (for rotate (lrotate rrotate)
3871       invrot (rrotate lrotate)
3872   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3873   (simplify
3874    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3875    (cmp @1 @2))
3876   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3877   (simplify
3878    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3879    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3880   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3881   (simplify
3882    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3883     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3884      (cmp @0 @2)))))
3886 /* Narrow a lshift by constant.  */
3887 (simplify
3888  (convert (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2))
3889  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3890       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3891       && !integer_zerop (@2)
3892       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3893   (if (TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3894        || wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type)))
3895    (lshift (convert @1) @2)
3896    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))
3897     { build_zero_cst (type); }))))
3899 /* Simplifications of conversions.  */
3901 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3902 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3903  (simplify
3904   (cvt @0)
3905   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3906        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3907    @0)))
3909 /* Contract view-conversions.  */
3910 (simplify
3911   (view_convert (view_convert @0))
3912   (view_convert @0))
3914 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3915    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3916 (simplify
3917   (view_convert @0)
3918   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3919        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3920        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3921    (convert @0)))
3923 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3924    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3925 (simplify
3926   (view_convert (convert@0 @1))
3927   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3928        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3929        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3930        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3931            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3932                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3933    (view_convert @1)))
3935 /* Simplify a view-converted empty or single-element constructor.  */
3936 (simplify
3937   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3938   (with
3939    { tree ctor = @0; }
3940    (switch
3941     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
3942      { build_zero_cst (type); })
3943     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 1
3944          && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (ctor))
3945          && operand_equal_p (TYPE_SIZE (type),
3946                              TYPE_SIZE (TREE_TYPE
3947                                (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value))))
3948      (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value; })))))
3950 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3951    barriers can be removed.  */
3952 (simplify
3953  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3954  @0)
3955 (simplify
3956  (paren (paren@1 @0))
3957  @1)
3959 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3960 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3961  (for icvt (convert float)
3962   (simplify
3963    (ocvt (icvt@1 @0))
3964    (with
3965     {
3966       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3967       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3968       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3969       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3970       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3971       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3972       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3973       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3974       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3975       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3976       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3977       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3978       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3979       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3980       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3981       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3982       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3983       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3984       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3985       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3986     }
3987    (switch
3988     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3989        handled below, if we are converting something to its own
3990        type via an object of identical or wider precision, neither
3991        conversion is needed.  */
3992     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3993           || (GENERIC
3994               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3995          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3996              || (inter_float && final_float))
3997          && inter_prec >= final_prec)
3998      (ocvt @0))
4000     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
4001        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
4002        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
4003        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
4004        then we sometimes need the middle conversion.  */
4005     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
4006          && (final_int || final_float)
4007          && inter_prec >= inside_prec
4008          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
4009      (ocvt @0))
4011     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
4012        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
4013        final conversion does not change precision we can drop the
4014        intermediate conversion.  */
4015     (if (inside_int && inter_int && final_int
4016          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
4017               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
4018              || final_prec == inter_prec))
4019      (ocvt @0))
4021     /* Two conversions in a row are not needed unless:
4022         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
4023         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
4024         - the intermediate type is narrower than both initial and
4025           final, or
4026         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
4027           and the outermost type is wider than the intermediate, or
4028         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
4029           intermediate and final types differ, or
4030         - the final type is a pointer type and the precisions of the
4031           initial and intermediate types differ.  */
4032     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
4033          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
4034          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
4035          && ! (inside_int && inter_int
4036                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
4037                && inter_prec < final_prec)
4038          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
4039              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
4040          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
4041          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
4042      (ocvt @0))
4044     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
4045        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
4046     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
4047          && final_int && inter_int && inside_int
4048          && final_prec == inside_prec
4049          && final_prec > inter_prec
4050          && inter_unsignedp)
4051      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
4052                               (inside_type,
4053                                wi::mask (inter_prec, false,
4054                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
4056     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
4057        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
4058        floating-point conversion.  */
4059     (if (GIMPLE /* PR66211 */
4060          && inside_int && inter_float && final_int &&
4061          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
4062          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
4063      (convert @0)))))))
4065 /* (float_type)(integer_type) x -> trunc (x) if the type of x matches
4066    float_type.  Only do the transformation if we do not need to preserve
4067    trapping behaviour, so require !flag_trapping_math. */
4068 #if GIMPLE
4069 (simplify
4070    (float (fix_trunc @0))
4071    (if (!flag_trapping_math
4072         && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
4073         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_TRUNC, type,
4074                                           OPTIMIZE_FOR_BOTH))
4075       (IFN_TRUNC @0)))
4076 #endif
4078 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
4079    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
4080    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
4081 (simplify
4082   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
4083   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4084        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4085        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4086        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
4087                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
4088    (convert @0)))
4091 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
4092 (simplify
4093   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
4094   (convert @0))
4096 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
4097 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
4098      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
4099   (simplify
4100    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
4101    @0))
4103 /* x / y * y == x -> x % y == 0.  */
4104 (simplify
4105   (eq:c (mult:c (trunc_div:s @0 @1) @1) @0)
4106   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE)
4107     (eq (trunc_mod @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4109 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
4110 (for op (plus minus)
4111  (simplify
4112   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
4113   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
4114        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
4115    (with
4116      {
4117        wi::overflow_type overflow;
4118        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
4119                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
4120      }
4121      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
4122          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
4123       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
4124       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
4125        (convert (op (convert:utype @0)
4126                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
4128 /* Canonicalization of binary operations.  */
4130 /* Convert X + -C into X - C.  */
4131 (simplify
4132  (plus @0 REAL_CST@1)
4133  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4134   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
4135    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
4136     (minus @0 { tem; })))))
4138 /* Convert x+x into x*2.  */
4139 (simplify
4140  (plus @0 @0)
4141  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4142   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
4143   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
4144    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
4146 /* 0 - X  ->  -X.  */
4147 (simplify
4148  (minus integer_zerop @1)
4149  (negate @1))
4150 (simplify
4151  (pointer_diff integer_zerop @1)
4152  (negate (convert @1)))
4154 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
4155    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
4156    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
4157 (simplify
4158  (minus real_zerop@0 @1)
4159  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
4160   (negate @1)))
4162 /* Transform x * -1 into -x.  */
4163 (simplify
4164  (mult @0 integer_minus_onep)
4165  (negate @0))
4167 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
4168    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
4169 (simplify
4170  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
4171  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
4172       && single_use (@3)
4173       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
4174   (mult (mult @0 @2) @1)))
4176 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
4177    number.  */
4178 (match compositional_complex
4179  (convert? (complex @0 @1)))
4181 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
4182 (simplify
4183  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
4184  @0)
4185 (simplify
4186  (realpart (complex @0 @1))
4187  @0)
4188 (simplify
4189  (imagpart (complex @0 @1))
4190  @1)
4192 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
4193 (simplify
4194  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
4195  (convert (realpart @0)))
4196 (simplify
4197  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
4198  (convert (negate (imagpart @0))))
4199 (for part (realpart imagpart)
4200  (for op (plus minus)
4201   (simplify
4202    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
4203    (convert (op (part @0) (part @1))))))
4204 (simplify
4205  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4206  (convert (COS @0)))
4207 (simplify
4208  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4209  (convert (SIN @0)))
4211 /* conj(conj(x)) -> x  */
4212 (simplify
4213  (conj (convert? (conj @0)))
4214  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
4215   (convert @0)))
4217 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
4218 (simplify
4219  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
4220  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
4221   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
4223 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
4224 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
4225             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
4226  (simplify
4227   (bswap (bswap @0))
4228   @0)
4229  (simplify
4230   (bswap (bit_not (bswap @0)))
4231   (bit_not @0))
4232  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
4233   (simplify
4234    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
4235    (bitop @0 (bswap @1))))
4236  (for cmp (eq ne)
4237   (simplify
4238    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
4239    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
4240     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
4241   (simplify
4242    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
4243    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
4244     (cmp (convert:ctype @0) (bswap! @1)))))
4245  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
4246  (simplify
4247   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
4248            INTEGER_CST@3)
4249    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4250         && tree_fits_uhwi_p (@2)
4251         && tree_fits_uhwi_p (@3))
4252     (with
4253      {
4254       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
4255       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
4256       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
4257       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
4258       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
4259      }
4260      (if (bits < prec
4261           && mask < (256u>>lo)
4262           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
4263       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
4264        (if (ns == 0)
4265         (bit_and (convert @1) @3)
4266         (with
4267          {
4268           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
4269           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
4270          }
4271          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
4272  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
4273  (simplify
4274   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4275    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4276         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
4277         && tree_fits_uhwi_p (@1))
4278     (with
4279      {
4280       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4281       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
4282       /* If the bswap was extended before the original shift, this
4283          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
4284          the original shift.  */
4285       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
4286      }
4287      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
4288         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
4289      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
4290           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
4291           && TYPE_UNSIGNED (type)
4292           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
4293       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
4294        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
4295       (if (bits + 8 == prec)
4296        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
4297         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
4298         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
4299        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
4300         (with 
4301          {
4302           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
4303           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
4304                                        : signed_char_type_node;
4305          }
4306          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
4307  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
4308  (simplify
4309   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4310    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4311         && tree_fits_uhwi_p (@1)
4312         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
4313     (with
4314      {
4315       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4316       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
4317       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
4318      }
4319      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
4322 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
4324 /* Simplify constant conditions.
4325    Only optimize constant conditions when the selected branch
4326    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
4327    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
4328    Note that we cannot throw away the fold-const.cc variant nor
4329    this one as we depend on doing this transform before possibly
4330    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.cc one can optimize
4331    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
4332    genmatch cannot handle.  */
4333 (simplify
4334  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
4335  (if (integer_zerop (@0))
4336   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
4337    @2)
4338   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
4339    @1)))
4340 (simplify
4341  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
4342  (if (integer_all_onesp (@0))
4343   @1
4344   (if (integer_zerop (@0))
4345    @2)))
4347 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
4348 (for op (negate bit_not abs absu)
4349  (simplify
4350   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
4351   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
4353 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
4354 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
4355          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
4356          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
4357 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
4358  (simplify
4359   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
4360   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
4362 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
4363  (simplify
4364   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
4365   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
4366  (simplify
4367   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
4368   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
4370 #if GIMPLE
4371 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @4)
4372  (bit_and (convert?@4 (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0 @3))
4373            INTEGER_CST@1)
4374  (with {
4375          int ibit = tree_log2 (@0);
4376          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4377        }
4378   (if (ibit == ibit2
4379       && ibit >= 0
4380       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4382 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4383  (bit_and (convert?@3 (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0))
4384           INTEGER_CST@1)
4385  (with {
4386          int ibit = tree_log2 (@0);
4387          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4388        }
4389   (if (ibit == ibit2
4390       && ibit >= 0
4391       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4393 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4394  (bit_and:c
4395   (convert1?@4
4396    (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@5 @6)) @3))
4397   (convert2? @0))
4398  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4400 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4401  (bit_and:c
4402   (convert1?@4
4403    (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@3 @5))))
4404   (convert2? @0))
4405  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4407 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4408  (bit_and@4 (convert?@3 (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 INTEGER_CST@0 @5))
4409             INTEGER_CST@1)
4410  (with {
4411          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4412                                               TYPE_PRECISION(type)));
4413          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4414        }
4415   (if (ibit == ibit2
4416       && ibit >= 0
4417       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4419 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4420  (bit_and@4
4421   (convert?@3 (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 INTEGER_CST@0))
4422   INTEGER_CST@1)
4423  (with {
4424          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4425                                               TYPE_PRECISION(type)));
4426          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4427        }
4428   (if (ibit == ibit2
4429       && ibit >= 0
4430       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4432 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4433  (bit_and:c
4434   (convert1?@3
4435    (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7))) @5))
4436   (convert2? @0))
4437  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4439 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4440  (bit_and:c
4441   (convert1?@3
4442    (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7)))))
4443   (convert2? @0))
4444   (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4446 #endif
4448 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
4449    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
4450    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
4451 (simplify
4452  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
4453  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4454   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
4455 (simplify
4456  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
4457  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4458   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
4459 (simplify
4460  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
4461  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4462   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4463 (simplify
4464  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
4465  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4466   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4468 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
4469 (simplify
4470  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
4471  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4472   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
4473 (simplify
4474  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4475  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4476   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
4477 (simplify
4478  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
4479  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4480   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4481 (simplify
4482  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4483  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4484   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4486 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
4487    types are compatible.  */
4488 (simplify
4489  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
4490  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
4491       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4492   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
4493    (bit_not @0)
4494    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
4495     @0))))
4497 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
4498 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
4499    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
4500 #if GIMPLE
4501 (simplify
4502  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
4503  (switch
4504   (if (integer_zerop (@2))
4505    (switch
4506     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
4507     (if (integer_onep (@1))
4508      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
4509     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
4510     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
4511      (with {
4512        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
4513       }
4514       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))
4515     /* a ? -1 : 0 -> -a.  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4516        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4517     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
4518      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))))
4519   (if (integer_zerop (@1))
4520    (with {
4521       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
4522     }
4523     (switch
4524      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
4525      (if (integer_onep (@2))
4526       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
4527      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
4528      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
4529       (with {
4530         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
4531        }
4532        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
4533         { shift; })))
4534      /* a ? -1 : 0 -> -(!a).  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4535        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4536      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
4537       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
4538     )
4539    )
4540   )
4543 #endif
4545 (simplify
4546  (convert (cond@0 @1 INTEGER_CST@2 INTEGER_CST@3))
4547  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4548       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4549   (cond @1 (convert @2) (convert @3))))
4551 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
4552    be extended.  */
4553 /* This pattern implements two kinds simplification:
4555    Case 1)
4556    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
4557      1) Conversions are type widening from smaller type.
4558      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
4559      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
4560    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
4561    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
4562    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
4563    referred var is always benefitial for complicated cases.
4565    Case 2)
4566    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
4567 (for cmp (lt le gt ge eq)
4568  (simplify
4569   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
4570   (with
4571    {
4572      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
4573      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
4574      enum tree_code code = ERROR_MARK;
4576      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
4577          && int_fits_type_p (@2, from_type)
4578          && (types_match (c1_type, from_type)
4579              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4580                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4581                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
4582          && (types_match (c2_type, from_type)
4583              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4584                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4585                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
4586        {
4587          if (cmp != EQ_EXPR)
4588            {
4589              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
4590                {
4591                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4592                  if (cmp == LE_EXPR)
4593                    code = LT_EXPR;
4594                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4595                  if (cmp == GT_EXPR)
4596                    code = GE_EXPR;
4597                }
4598              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
4599                {
4600                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4601                  if (cmp == LT_EXPR)
4602                    code = LE_EXPR;
4603                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4604                  if (cmp == GE_EXPR)
4605                    code = GT_EXPR;
4606                }
4607              if (code != ERROR_MARK
4608                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
4609                {
4610                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4611                    code = MIN_EXPR;
4612                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4613                    code = MAX_EXPR;
4614                }
4615            }
4616          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
4617          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
4618            code = EQ_EXPR;
4619        }
4620    }
4621    (if (code == MAX_EXPR)
4622     (convert (max @1 (convert @2)))
4623     (if (code == MIN_EXPR)
4624      (convert (min @1 (convert @2)))
4625      (if (code == EQ_EXPR)
4626       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4627                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4629 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4631      1) OP is PLUS or MINUS.
4632      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4633      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4635    This pattern also handles special cases like:
4637      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4638         integer zero.  In this case,
4639           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4640           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4641      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4642         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4643         code.
4645    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4646    simplified at the moment because C standard requires additional
4647    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4648    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4649 (for op (plus minus)
4650  (for cmp (lt le gt ge)
4651   (simplify
4652    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4653    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4654     (if (types_match (from_type, to_type)
4655          /* Check if it is special case A).  */
4656          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4657              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4658              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4659              && integer_zerop (@1)
4660              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4661      (with
4662       {
4663         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4664         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4665         wide_int real_c1;
4666         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4667         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4668         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4669         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4671         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4672             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4673             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4674         if (!types_match (from_type, to_type))
4675           {
4676             if (cmp_code == LT_EXPR)
4677               cmp_code = GT_EXPR;
4678             if (cmp_code == GE_EXPR)
4679               cmp_code = LE_EXPR;
4680             c1 = wi::max_value (to_type);
4681           }
4682         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4683            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4684            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4685            if it is undefined.  */
4686         if (op == PLUS_EXPR)
4687           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4688         else
4689           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4691         code = cmp_code;
4692         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4693           {
4694             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4695                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4696             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4697                 && !overflow)
4698               {
4699                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4700                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4701                   code = LT_EXPR;
4702                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4703                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4704                   code = GE_EXPR;
4705               }
4706             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4707                 && !overflow)
4708               {
4709                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4710                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4711                   code = LE_EXPR;
4712                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4713                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4714                   code = GT_EXPR;
4715               }
4716             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4717               {
4718                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4719                   code = MIN_EXPR;
4720                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4721                   code = MAX_EXPR;
4722               }
4723           }
4724       }
4725       (if (code == MAX_EXPR)
4726        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4727            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4728        (if (code == MIN_EXPR)
4729         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4730             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4732 #if GIMPLE
4733 /* A >= B ? A : B -> max (A, B) and friends.  The code is still
4734    in fold_cond_expr_with_comparison for GENERIC folding with
4735    some extra constraints.  */
4736 (for cmp (eq ne le lt unle unlt ge gt unge ungt uneq ltgt)
4737  (simplify
4738   (cond (cmp:c (nop_convert1?@c0 @0) (nop_convert2?@c1 @1))
4739         (convert3? @0) (convert4? @1))
4740   (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4741        && (/* Allow widening conversions of the compare operands as data.  */
4742            (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4743             && types_match (TREE_TYPE (@c0), TREE_TYPE (@0))
4744             && types_match (TREE_TYPE (@c1), TREE_TYPE (@1))
4745             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) <= TYPE_PRECISION (type)
4746             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) <= TYPE_PRECISION (type))
4747            /* Or sign conversions for the comparison.  */
4748            || (types_match (type, TREE_TYPE (@0))
4749                && types_match (type, TREE_TYPE (@1)))))
4750    (switch
4751     (if (cmp == EQ_EXPR)
4752      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4753       (view_convert @c1)
4754       (convert @c1)))
4755     (if (cmp == NE_EXPR)
4756      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4757       (view_convert @c0)
4758       (convert @c0)))
4759     (if (cmp == LE_EXPR || cmp == UNLE_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == UNLT_EXPR)
4760      (if (!HONOR_NANS (type))
4761       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4762        (view_convert (min @c0 @c1))
4763        (convert (min @c0 @c1)))))
4764     (if (cmp == GE_EXPR || cmp == UNGE_EXPR || cmp == GT_EXPR || cmp == UNGT_EXPR)
4765      (if (!HONOR_NANS (type))
4766       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4767        (view_convert (max @c0 @c1))
4768        (convert (max @c0 @c1)))))
4769     (if (cmp == UNEQ_EXPR)
4770      (if (!HONOR_NANS (type))
4771       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4772        (view_convert @c1)
4773        (convert @c1))))
4774     (if (cmp == LTGT_EXPR)
4775      (if (!HONOR_NANS (type))
4776       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4777        (view_convert @c0)
4778        (convert @c0))))))))
4779 #endif
4781 /* X != C1 ? -X : C2 simplifies to -X when -C1 == C2.  */
4782 (simplify
4783  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (negate@3 @0) INTEGER_CST@2)
4784  (if (!TYPE_SATURATING (type)
4785       && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
4786           || !wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1)))
4787       && wi::eq_p (wi::neg (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4788   @3))
4790 /* X != C1 ? ~X : C2 simplifies to ~X when ~C1 == C2.  */
4791 (simplify
4792  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (bit_not@3 @0) INTEGER_CST@2)
4793  (if (wi::eq_p (wi::bit_not (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4794   @3))
4796 /* (X + 1) > Y ? -X : 1 simplifies to X >= Y ? -X : 1 when
4797    X is unsigned, as when X + 1 overflows, X is -1, so -X == 1.  */
4798 (simplify
4799  (cond (gt (plus @0 integer_onep) @1) (negate @0) integer_onep@2)
4800  (if (TYPE_UNSIGNED (type))
4801   (cond (ge @0 @1) (negate @0) @2)))
4803 (for cnd (cond vec_cond)
4804  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4805  (simplify
4806   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4807   (cnd @0 @1 @3))
4808  (simplify
4809   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4810   (cnd @0 @1 @3))
4811  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4812  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4813     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4814     The following is still important to merge then and else arm cases
4815     from if-conversion.  */
4816  (simplify
4817   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4818   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4819    (cnd @0 @1 @3)))
4820  (simplify
4821   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4822   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4823    (cnd @0 @3 @4)))
4825  /* A ? B : B -> B.  */
4826  (simplify
4827   (cnd @0 @1 @1)
4828   @1)
4830  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4831  (simplify
4832   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4833   (cnd @0 @2 @1)))
4835 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4836    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4837    Need to handle UN* comparisons.
4839    None of these transformations work for modes with signed
4840    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4841    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4842    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4843    even though the original expressions could be positive or
4844    negative, depending on the sign of A.
4846    Note that all these transformations are correct if A is
4847    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4849 (for cnd (cond vec_cond)
4850  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4851  (for cmp (eq uneq)
4852   (simplify
4853    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4854     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4855      @1))
4856   (simplify
4857    (cnd (cmp @0 zerop) zerop (negate@1 @0))
4858     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4859      @1))
4861  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4862  (for cmp (ne ltgt)
4863   (simplify
4864    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4865     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4866      @0))
4867   (simplify
4868    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4869     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4870      @0))
4872  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4873  (for cmp (ge gt)
4874   (simplify
4875    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4876     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4877          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4878      (abs @0))))
4879  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4880  (for cmp (le lt)
4881   (simplify
4882    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4883     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4884          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4885      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4886           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4887       (with {
4888         tree utype = unsigned_type_for (type);
4889        }
4890        (convert (negate (absu:utype @0))))
4891        (negate (abs @0)))))
4895 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4896 (simplify
4897  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4898  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4899       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4900       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4901       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4902       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4903   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4905 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4906    return all -1 or all 0 results.  */
4907 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4908    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4909 (simplify
4910  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4911  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4912       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4913                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4914       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4915           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4916   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4918 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4919 (simplify
4920  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4921  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4922       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4923                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4924       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4925           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4926   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4929 /* Simplifications of comparisons.  */
4931 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4932    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4933    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4934 (for cmp  (le gt)
4935      acmp (lt ge)
4936  (simplify
4937   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4938   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4939    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4940      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4941                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4942                                                      wi::to_wide (cst)
4943                                                      + 1)); })))))
4944 (for cmp  (ge lt)
4945      acmp (gt le)
4946  (simplify
4947   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4948   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4949    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
4950     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4951                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4952                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
4954 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
4955    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
4956    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
4957    that with expression code iteration.  */
4958 (for cmp (tcc_comparison)
4959      icmp (inverted_tcc_comparison)
4960      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
4961  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
4962     and handle some more cases by using
4963       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
4964     here but for that genmatch would need to "inline" that.
4965     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
4966  (simplify
4967   (bit_not (cmp @0 @1))
4968   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4969        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
4970    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
4971       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
4972       a computed operator in the replacement tree thus we have
4973       to play the trick below.  */
4974    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4975              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4976     (if (ic == icmp)
4977      (icmp @0 @1)
4978      (if (ic == ncmp)
4979       (ncmp @0 @1))))))
4980  (simplify
4981   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
4982   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4983             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4984    (if (ic == icmp)
4985     (icmp @0 @1)
4986     (if (ic == ncmp)
4987      (ncmp @0 @1)))))
4988  /* The following bits are handled by fold_binary_op_with_conditional_arg.  */
4989  (simplify
4990   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4991   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4992    (cmp @0 @1)))
4993  (simplify
4994   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4995   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4996    (cmp @0 @1)))
4997  (simplify
4998   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4999   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
5000    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
5001              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
5002     (if (ic == icmp)
5003      (icmp @0 @1)
5004      (if (ic == ncmp)
5005       (ncmp @0 @1))))))
5006  (simplify
5007   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
5008   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
5009    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
5010              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
5011     (if (ic == icmp)
5012      (icmp @0 @1)
5013      (if (ic == ncmp)
5014       (ncmp @0 @1)))))))
5016 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
5017    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
5018    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
5019    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
5020    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
5021 (for cmp (eq ne)
5022  (for sub (minus pointer_diff)
5023   (simplify
5024    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
5025    (if (single_use (@2))
5026     (cmp @0 @1)))))
5028 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
5029    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
5030 (for cmp (lt ge)
5031  (simplify
5032   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
5033    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5034         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5035         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5036     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5037 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
5038    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
5039 (simplify
5040  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
5041   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5042        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5043        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5044    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5046 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
5047    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
5048    often enough for folding it to be of value.  One example is in
5049    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
5050 (for cmp (simple_comparison)
5051      scmp (swapped_simple_comparison)
5052  (simplify
5053   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
5054   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
5055   (if (integer_zerop (@1))
5056    (cmp @1 @2)
5057    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5058         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5059         && single_use (@3))
5060     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
5061     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
5062      (scmp @0 @2)
5063      (cmp @0 @2))))))
5065 /* For integral types with undefined overflow fold
5066    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
5067    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
5068    Z / 2^n Z.  */
5069 (for cmp (eq ne)
5070  (simplify
5071   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5072   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5073        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5074        && wi::to_wide (@1) != 0)
5075    (with { widest_int quot; }
5076     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
5077                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
5078      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
5079      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5080    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5081         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
5082         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
5083     (cmp @0
5084      {
5085        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5086        int p = TYPE_PRECISION (itype);
5087        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
5088        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
5089        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
5090                                     p, TYPE_SIGN (itype));
5091        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
5092      })))))
5094 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
5095    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
5096 (for cmp (eq ge le)
5097  (simplify
5098   (cmp @0 @0)
5099   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5100        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5101    { constant_boolean_node (true, type); }
5102    (if (cmp != EQ_EXPR
5103         /* With -ftrapping-math conversion to EQ loses an exception.  */
5104         && (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5105             || ! flag_trapping_math))
5106     (eq @0 @0)))))
5107 (for cmp (ne gt lt)
5108  (simplify
5109   (cmp @0 @0)
5110   (if (cmp != NE_EXPR
5111        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5112        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5113    { constant_boolean_node (false, type); })))
5114 (for cmp (unle unge uneq)
5115  (simplify
5116   (cmp @0 @0)
5117   { constant_boolean_node (true, type); }))
5118 (for cmp (unlt ungt)
5119  (simplify
5120   (cmp @0 @0)
5121   (unordered @0 @0)))
5122 (simplify
5123  (ltgt @0 @0)
5124  (if (!flag_trapping_math || !tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5125   { constant_boolean_node (false, type); }))
5127 /* x == ~x -> false */
5128 /* x != ~x -> true */
5129 (for cmp (eq ne)
5130  (simplify
5131   (cmp:c @0 (bit_not @0))
5132   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5134 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
5135 (for cmp (simple_comparison)
5136  (simplify
5137   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
5138   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
5139    (cmp @1 @0))))
5141 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
5142 (for cmp (simple_comparison)
5143      scmp (swapped_simple_comparison)
5144  (simplify
5145   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5146   (if (single_use (@2)
5147        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
5148    (scmp @0 (bit_not @1)))))
5150 (for cmp (simple_comparison)
5151  (simplify
5152   (cmp @0 REAL_CST@1)
5153   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
5154   (switch
5155    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
5156    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
5157     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
5158    /* (-0) CMP b -> 0 CMP b.  */
5159    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5160         && REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@0)))
5161     (cmp { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); } @1))
5162    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
5163    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5164         && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR || !flag_trapping_math)
5165         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1)
5166         && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5167     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5168    /* NaN != y is always true, other ops are always false.  */
5169    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5170         && REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@0))
5171         && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR || !flag_trapping_math)
5172         && !tree_expr_signaling_nan_p (@0)
5173         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1))
5174     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5175    /* Fold comparisons against infinity.  */
5176    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
5177         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
5178     (with
5179      {
5180        REAL_VALUE_TYPE max;
5181        enum tree_code code = cmp;
5182        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
5183        if (neg)
5184          code = swap_tree_comparison (code);
5185      }
5186      (switch
5187       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
5188       (if (code == GT_EXPR
5189            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5190        { constant_boolean_node (false, type); })
5191       (if (code == LE_EXPR)
5192        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
5193        (if (! HONOR_NANS (@0))
5194         { constant_boolean_node (true, type); }
5195         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
5196            an "invalid" exception.  */
5197         (if (!flag_trapping_math)
5198          (eq @0 @0))))
5199       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
5200          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
5201       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5202            || code == GE_EXPR)
5203        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5204         (if (neg)
5205          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5206          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5207       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
5208       (if (code == LT_EXPR)
5209        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5210         (if (neg)
5211          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5212          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5213       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
5214          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
5215       (if (code == NE_EXPR)
5216        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5217         (if (! HONOR_NANS (@0))
5218          (if (neg)
5219           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5220           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
5221          (if (neg)
5222           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5223           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
5225  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
5226     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
5227     comparison with a revised real constant as long as no overflow
5228     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
5229  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5230   (for op (plus minus)
5231    (simplify
5232     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5233     (with
5234      {
5235        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
5236                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
5237      }
5238      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5239       (cmp @0 { tem; }))))))
5241  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
5242     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
5243     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
5244     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
5245  (if (flag_associative_math)
5246   (simplify
5247    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
5248    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
5249     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5250      (cmp { tem; } @1)))))
5252  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
5253  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
5254   (for sq (SQRT)
5255    (simplify
5256     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
5257     (switch
5258      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
5259       (switch
5260        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
5261        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5262         { constant_boolean_node (false, type); })
5263        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
5264           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
5265        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
5266         { constant_boolean_node (true, type); })
5267        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
5268        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
5269      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5270       (switch
5271        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
5272        (if (cmp == LT_EXPR)
5273         { constant_boolean_node (false, type); })
5274        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
5275        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
5276         { constant_boolean_node (true, type); })
5277        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
5278        (if (cmp == LE_EXPR)
5279         (eq @0 @1))
5280        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
5281           == or !=.  In the last case:
5283             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
5285           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
5286           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
5287        (cmp @0 @1)))
5288      (if ((cmp == LT_EXPR
5289            || cmp == LE_EXPR
5290            || cmp == GT_EXPR
5291            || cmp == GE_EXPR)
5292           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5293           /* Give up for -frounding-math.  */
5294           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
5295       (with
5296        {
5297          REAL_VALUE_TYPE c2;
5298          enum tree_code ncmp = cmp;
5299          const real_format *fmt
5300            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
5301          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
5302                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
5303          real_convert (&c2, fmt, &c2);
5304          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
5305             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
5306          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
5307            {
5308              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5309                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
5310              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5311                ncmp = ERROR_MARK;
5312              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5313                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
5314                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
5315              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5316                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
5317                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
5318              else
5319                {
5320                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
5321                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
5322                     to be adjusted.  */
5323                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
5324                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5325                    tow = dconst0;
5326                  else
5327                    tow = dconstinf;
5328                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
5329                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
5330                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
5331                    ncmp = ERROR_MARK;
5332                  else
5333                    {
5334                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5335                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
5336                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5337                        ncmp = ERROR_MARK;
5338                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
5339                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
5340                        c2 = c2alt;
5341                    }
5342                }
5343            }
5344        }
5345        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5346         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5347          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
5348          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
5349           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5350           { constant_boolean_node (false, type); })
5351          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
5352          (if (ncmp != ERROR_MARK)
5353           (if (ncmp == GE_EXPR)
5354            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5355            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5356         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
5357         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5358          (switch
5359           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
5360              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
5361           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5362            { constant_boolean_node (true, type); })
5363           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
5364              don't care about NaNs.  */
5365           (if (! HONOR_NANS (@0))
5366            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5367           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
5368              don't care about Infinities.  */
5369           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
5370            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
5371           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
5372           (if (GENERIC)
5373            (truth_andif
5374             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5375             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5376          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
5377          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
5378           (if (ncmp == LT_EXPR)
5379            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5380            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5381           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
5382           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
5383            (if (ncmp == LT_EXPR)
5384             (truth_andif
5385              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5386              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5387             (truth_andif
5388              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5389              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
5390    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
5391    (simplify
5392     (cmp (sq @0) (sq @1))
5393       (if (! HONOR_NANS (@0))
5394         (cmp @0 @1))))))
5396 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
5397 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5398      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
5399  (simplify
5400   (cmp (float@0 @1) (float @2))
5401    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5402         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5403     (with
5404      {
5405        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
5406        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5407        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
5408        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
5409        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
5410      }
5411      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
5412           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
5413       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
5414        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
5415        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
5416             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
5417         (icmp @1 (convert @2))
5418         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
5419              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
5420          (icmp (convert:type2 @1) @2)
5421          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
5422               && type1_signed_p == type2_signed_p)
5423           (icmp @1 @2))))))))))
5425 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
5426 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
5427      icmp (le le eq ne ge ge)
5428  (simplify
5429   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
5430    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5431         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5432     (with
5433      {
5434        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5435        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
5436        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5437        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
5438           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
5439           TODO: relax under -fno-trapping-math or
5440           -fno-signaling-nans.  */
5441        bool exception_p
5442          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
5443                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
5444      }
5445      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
5446         -fno-trapping-math.  */
5447      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
5448       (with
5449        {
5450          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
5451          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
5452          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
5453          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
5455          REAL_VALUE_TYPE icst;
5456          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5457            real_ceil (&icst, fmt, cst);
5458          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5459            real_floor (&icst, fmt, cst);
5460          else
5461            real_trunc (&icst, fmt, cst);
5463          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
5465          bool overflow_p = false;
5466          wide_int icst_val
5467            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
5468        }
5469        (switch
5470         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
5471         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
5472          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5473                                   type); })
5474         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
5475          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5476                                   type); })
5477         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
5478         (if (cst_int_p)
5479          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
5480                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
5481         )
5482         /* When CST is fractional, optimize
5483             (FTYPE) N == CST -> 0
5484             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
5485         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5486          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5487         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
5488         (with
5489          {
5490            gcc_checking_assert (!overflow_p);
5491          }
5492          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
5494 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
5495 (for cmp (eq ne)
5496  (simplify
5497   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
5498   (if (!integer_zerop (@1))
5499    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
5500     (cmp @0 @2)
5501     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5502      (with
5503       {
5504         wi::overflow_type ovf;
5505         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5506                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5507       }
5508       (if (ovf)
5509        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5510        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
5511 (for cmp (lt le gt ge)
5512  (simplify
5513   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5514   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5515    (with
5516     {
5517       wi::overflow_type ovf;
5518       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5519                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5520     }
5521     (if (ovf)
5522      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
5523                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
5524                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
5525      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
5527 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
5529    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
5530    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
5531    multiplication computed modulo 2^size.
5532    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
5533 (for cmp  (lt le gt ge)
5534      cmp2 (ge ge lt lt)
5535  (simplify
5536   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5537   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
5538        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5539        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5540    (with
5541     {
5542       tree utype = TREE_TYPE (@2);
5543       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
5544       wide_int right = wi::to_wide (@2);
5545       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5546       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5547       bool small = wi::leu_p (right, smax);
5548       bool large = wi::geu_p (right, smin);
5549     }
5550     (if (small || large)
5551      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
5552      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
5554 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
5555 (simplify
5556  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
5557  (if (types_match (@0, @1))
5558   (unordered @0 @1)))
5559 (simplify
5560  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
5561  (if (types_match (@0, @1))
5562   (ordered @0 @1)))
5563 (simplify
5564  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
5565  @2)
5566 (simplify
5567  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
5568  @2)
5570 /* Simple range test simplifications.  */
5571 /* A < B || A >= B -> true.  */
5572 (for test1 (lt le le le ne ge)
5573      test2 (ge gt ge ne eq ne)
5574  (simplify
5575   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5576   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5577        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5578    { constant_boolean_node (true, type); })))
5579 /* A < B && A >= B -> false.  */
5580 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
5581      test2 (ge gt eq gt eq gt)
5582  (simplify
5583   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5584   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5585        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5586    { constant_boolean_node (false, type); })))
5588 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
5589    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
5591    Note that comparisons
5592      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
5593      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
5594    will be canonicalized to above so there's no need to
5595    consider them here.
5596  */
5598 (for cmp (le gt)
5599      eqcmp (eq ne)
5600  (simplify
5601   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
5602   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5603    (with
5604     {
5605      tree ty = TREE_TYPE (@0);
5606      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
5607      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
5608      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
5609      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
5610     }
5611     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
5612          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
5613       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
5614              { build_zero_cst (ty); }))))))
5616 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
5617 (for cmp (tcc_comparison)
5618      scmp (swapped_tcc_comparison)
5619  (simplify
5620   (cmp (negate @0) (negate @1))
5621   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5622        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5623            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5624    (scmp @0 @1)))
5625  (simplify
5626   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5627   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5628        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5629            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5630    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
5631     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5632      (scmp @0 { tem; }))))))
5634 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
5635 (for op (eq ne)
5636  (simplify
5637   (op (abs @0) zerop@1)
5638   (op @0 @1)))
5640 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
5641    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
5642 (for cmp (simple_comparison)
5643  (simplify
5644   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
5645   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5646        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
5647           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
5648        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
5649             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5650                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
5651                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
5652                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
5653        && single_use (@0))
5654    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5655         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5656             || @1 != @10)
5657         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5658             || cmp == NE_EXPR
5659             || cmp == EQ_EXPR)
5660         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5661         /* (int)bool:32 != (int)uint is not the same as
5662            bool:32 != (bool:32)uint since boolean types only have two valid
5663            values independent of their precision.  */
5664         && (TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) != BOOLEAN_TYPE
5665             || TREE_CODE (TREE_TYPE (@10)) == BOOLEAN_TYPE))
5666     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
5667        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
5668        constant which fold_convert produces.  */
5669     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5670      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
5671                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
5672      (cmp @00 (convert @1)))
5674     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
5675      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
5676      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5677            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5678            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5679                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
5680           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
5681               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
5682                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
5683                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5684                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
5685               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5686                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5687                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
5688       (cmp @00 (convert @10))
5689       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5690            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5691            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
5692        (with
5693         {
5694           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5695           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5696           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
5697           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
5698         }
5699         (if (above || below)
5700          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5701           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
5702           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5703            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
5704            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5705             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); })))))))))
5706    /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
5707    (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5708         && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5709             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
5710         && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5711             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))))
5712     (with
5713      {
5714        tree type1 = TREE_TYPE (@10);
5715        if (TREE_CODE (@10) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
5716          {
5717            REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@10);
5718            if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
5719                && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
5720              type1 = float_type_node;
5721            if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
5722                && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
5723              type1 = double_type_node;
5724          }
5725       tree newtype
5726         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) > TYPE_PRECISION (type1)
5727            ? TREE_TYPE (@00) : type1);
5728      }
5729      (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (newtype))
5730       (cmp (convert:newtype @00) (convert:newtype @10))))))))
5733 (for cmp (eq ne)
5734  (simplify
5735   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
5736   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
5737   (with
5738    { poly_int64 off; tree base; }
5739    /* A local variable can never be pointed to by
5740       the default SSA name of an incoming parameter.  */
5741    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
5742         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
5743         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
5744         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5745         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5746     (if (cmp == NE_EXPR)
5747      { constant_boolean_node (true, type); }
5748      { constant_boolean_node (false, type); })
5749     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5750     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
5751          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5752          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5753      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5754       (if (known_ne (off, 0))
5755        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5756        (if (known_eq (off, 0))
5757         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5759 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5760 (for cmp (eq ne)
5762  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5763     Similarly for NE_EXPR.  */
5764  (simplify
5765   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5766   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5767        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5768    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5770  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5771  (simplify
5772   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5773   (cmp @0 @1))
5775  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5776     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5777  (simplify
5778   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5779   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5781  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5782  (simplify
5783   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5784   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5785  (simplify
5786   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5787   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5788        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5789        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5790        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5791        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5792        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5793    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5794         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5796  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5797  (simplify
5798   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5799   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5801  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5802  (simplify
5803   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5804   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5805    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5807  (simplify
5808   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5809   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5810    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5812  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5813  (simplify
5814   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5815   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5817 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5818    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5819    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5820    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5821 (for cmp (eq ne)
5822      ncmp (ge lt)
5823  (for sgncmp (ge lt)
5824   (simplify
5825    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5826    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5827         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5828         && types_match (@0, @1))
5829     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5830 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5831    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5832 (for cmp (eq ne)
5833      ncmp (lt ge)
5834  (simplify
5835   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5836    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5837         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5838         && types_match (@0, @1))
5839     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5841 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5842    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5843 (for cmp (eq ne)
5844      icmp (ne eq)
5845  (simplify
5846   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5847   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5849 #if GIMPLE
5850 /* From fold_binary_op_with_conditional_arg handle the case of
5851    rewriting (a ? b : c) > d to a ? (b > d) : (c > d) when the
5852    compares simplify.  */
5853 (for cmp (simple_comparison)
5854  (simplify
5855   (cmp:c (cond @0 @1 @2) @3)
5856   /* Do not move possibly trapping operations into the conditional as this
5857      pessimizes code and causes gimplification issues when applied late.  */
5858   (if (!FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5859        || !operation_could_trap_p (cmp, true, false, @3))
5860    (cond @0 (cmp! @1 @3) (cmp! @2 @3)))))
5861 #endif
5863 (for cmp (ge lt)
5864 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5865 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5866  (simplify
5867   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5868    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5869         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5870         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5871         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5872     (with
5873      {
5874        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5875      }
5876     (if (cmp == LT_EXPR)
5877      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5878      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5879 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5880 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5881  (simplify
5882   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5883    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5884         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5885         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5886         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5887     (with
5888      {
5889        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5890      }
5891     (if (cmp == GE_EXPR)
5892      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5893      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5895 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5896    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5897 (simplify
5898  (cond
5899   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5900   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5901  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5902   (with {
5903      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5904                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5905    }
5906    (if (shift > 0)
5907     (bit_and
5908      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5909     (bit_and
5910      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5911      @2)))))
5913 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5914    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5915 (for cmp (eq ne)
5916      ncmp (ge lt)
5917  (simplify
5918   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5919   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5920        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5921        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5922        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5923    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5924     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5926 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5927    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5928 (simplify
5929  (cond
5930   (lt @0 integer_zerop)
5931   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5932  (if (integer_pow2p (@1)
5933       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5934   (with {
5935     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5936    }
5937    (if (shift >= 0)
5938     (bit_and
5939      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
5940      @1)
5941     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
5942        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
5943     (bit_and (convert @0) @1)))))
5945 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
5946    This implements some remaining parts of fold_comparison address
5947    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
5948    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
5949 (for cmp (simple_comparison)
5950  (simplify
5951   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
5952   (with
5953    {
5954      poly_int64 off0, off1;
5955      tree base0, base1;
5956      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
5957                                   off0, off1, GENERIC);
5958    }
5959    (if (equal == 1)
5960     (switch
5961      (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5962       { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
5963      (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5964       { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
5965      (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
5966       { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
5967      (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
5968       { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
5969      (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
5970       { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
5971      (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
5972       { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
5973     (if (equal == 0)
5974      (switch
5975       (if (cmp == EQ_EXPR)
5976        { constant_boolean_node (false, type); })
5977       (if (cmp == NE_EXPR)
5978        { constant_boolean_node (true, type); })))))))
5980 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
5981 (for neeq (ne eq)
5982  (simplify
5983   (neeq @0 @1)
5984   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5985        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
5986    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
5988 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
5989    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
5990    Disable the transform if either operand is pointer to function.
5991    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
5992    canonicalizaion is not wanted.  */
5994 (for cmp (ne eq)
5995  (simplify
5996   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
5997   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5998          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5999          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6000          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
6001             type when sanitizing.  See PR101210.  */
6002          && !(GENERIC
6003               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
6004               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
6005         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6006             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6007             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
6008        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
6009    (cmp @0 (convert @1)))))
6011 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
6012 (for cmp (lt gt le ge)
6013  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
6014     the specified precision will have known values.  */
6015  (simplify
6016   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
6017   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6018         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6019         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
6020        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
6021    (with
6022     {
6023       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
6024       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
6025       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
6026       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
6027       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
6028       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
6029     }
6030     (switch
6031      (if (wi::to_wide (cst) == max)
6032       (switch
6033        (if (cmp == GT_EXPR)
6034         { constant_boolean_node (false, type); })
6035        (if (cmp == GE_EXPR)
6036         (eq @2 @1))
6037        (if (cmp == LE_EXPR)
6038         { constant_boolean_node (true, type); })
6039        (if (cmp == LT_EXPR)
6040         (ne @2 @1))))
6041      (if (wi::to_wide (cst) == min)
6042       (switch
6043        (if (cmp == LT_EXPR)
6044         { constant_boolean_node (false, type); })
6045        (if (cmp == LE_EXPR)
6046         (eq @2 @1))
6047        (if (cmp == GE_EXPR)
6048         { constant_boolean_node (true, type); })
6049        (if (cmp == GT_EXPR)
6050         (ne @2 @1))))
6051      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
6052       (switch
6053        (if (cmp == GT_EXPR)
6054         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6055                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6056                                                       wi::to_wide (cst)
6057                                                       + 1)); }))
6058        (if (cmp == LE_EXPR)
6059         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6060                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6061                                                       wi::to_wide (cst)
6062                                                       + 1)); }))))
6063      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
6064       (switch
6065        (if (cmp == GE_EXPR)
6066         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6067                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6068                                                       wi::to_wide (cst)
6069                                                       - 1)); }))
6070        (if (cmp == LT_EXPR)
6071         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6072                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6073                                                       wi::to_wide (cst)
6074                                                       - 1)); }))))
6075      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
6076           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
6077           /* We will flip the signedness of the comparison operator
6078              associated with the mode of @1, so the sign bit is
6079              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
6080              max associated with this sign bit.  */
6081           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
6082           /* signed_type does not work on pointer types.  */
6083           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
6084       /* The following case also applies to X < signed_max+1
6085          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
6086       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
6087        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6088         (switch
6089          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
6090           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6091          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
6092           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6093          (if (cmp == LE_EXPR)
6094           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6095          (if (cmp == GT_EXPR)
6096           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
6098 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
6099  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
6100  (simplify
6101   (cmp @0 REAL_CST@1)
6102   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
6103        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
6104    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
6105                             ? false : true, type); })))
6107 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
6108 (simplify
6109   (unordered @0 @1)
6110   (switch
6111     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
6112         { constant_boolean_node (true, type); })
6113     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
6114         { constant_boolean_node (false, type); })))
6116 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
6117 (simplify
6118   (ordered @0 @1)
6119   (switch
6120     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
6121         { constant_boolean_node (false, type); })
6122     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
6123         { constant_boolean_node (true, type); })))
6125 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
6126 (simplify
6127  (ne @0 integer_zerop)
6128  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
6129       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
6130   (non_lvalue @0)))
6131 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
6132 (simplify
6133  (eq @0 integer_onep)
6134  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
6135       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
6136   (non_lvalue @0)))
6137 /* Do not handle
6138    bool_var == 0 becomes !bool_var or
6139    bool_var != 1 becomes !bool_var
6140    here because that only is good in assignment context as long
6141    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
6142    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
6143    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
6145 /* Transform comparisons of the form (X & Y) CMP 0 to X CMP2 Z
6146    where ~Y + 1 == pow2 and Z = ~Y.  */
6147 (for cst (VECTOR_CST INTEGER_CST)
6148  (for cmp (eq ne)
6149       icmp (le gt)
6150   (simplify
6151    (cmp (bit_and:c@2 @0 cst@1) integer_zerop)
6152     (with { tree csts = bitmask_inv_cst_vector_p (@1); }
6153      (if (csts && (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || single_use (@2)))
6154       (with { auto optab = VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6155                          ? optab_vector : optab_default;
6156               tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6157        (if (target_supports_op_p (utype, icmp, optab)
6158             || (optimize_vectors_before_lowering_p ()
6159                 && (!target_supports_op_p (type, cmp, optab)
6160                     || !target_supports_op_p (type, BIT_AND_EXPR, optab))))
6161         (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
6162          (icmp @0 { csts; })
6163          (icmp (view_convert:utype @0) { csts; })))))))))
6165 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
6166    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
6167    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.cc.
6168    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
6169 (for cmp (lt le ge gt)
6170      out (gt gt le le)
6171  (simplify
6172   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
6173   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
6174        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
6175        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
6176        && wi::to_wide (@1) != 0
6177        && single_use (@2))
6178    (with {
6179      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
6180      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
6181     }
6182     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6183                                 wi::max_value (prec, sign)
6184                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
6186 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
6187    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.cc
6188    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
6189 (for cmp (gt le)
6190  (simplify
6191   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
6192   (if (single_use (@2)
6193        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6194        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6195    (cmp @1 @0))))
6197 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
6198 (for cmp (ge lt)
6199  (simplify
6200   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
6201    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6202         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6203     (cmp @1 @0))))
6205 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
6206 /* A - B > A  */
6207 (for cmp (gt le)
6208      out (ne eq)
6209  (simplify
6210   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
6211   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6212        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6213    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6214 /* A + B < A  */
6215 (for cmp (lt ge)
6216      out (ne eq)
6217  (simplify
6218   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
6219   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6220        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6221    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6223 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
6224    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6225 (for cmp (lt ge)
6226      out (ne eq)
6227  (simplify
6228   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
6229   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
6230    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6231     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6233 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
6234    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
6235    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6236 (for cmp (eq ne)
6237  (simplify
6238   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
6239        integer_zerop)
6240   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6241        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6242        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6243        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6244            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6245        && tree_fits_uhwi_p (@2)
6246        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6247        && types_match (@0, @1)
6248        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6249        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
6250            != CODE_FOR_nothing))
6251    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6252     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6254 /* Demote operands of IFN_{ADD,SUB,MUL}_OVERFLOW.  */
6255 (for ovf (IFN_ADD_OVERFLOW IFN_SUB_OVERFLOW IFN_MUL_OVERFLOW)
6256  (simplify
6257   (ovf (convert@2 @0) @1)
6258   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6259        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6260        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6261        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6262    (ovf @0 @1)))
6263  (simplify
6264   (ovf @1 (convert@2 @0))
6265   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6266        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6267        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6268        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6269    (ovf @1 @0))))
6271 /* Optimize __builtin_mul_overflow_p (x, cst, (utype) 0) if all 3 types
6272    are unsigned to x > (umax / cst).  Similarly for signed type, but
6273    in that case it needs to be outside of a range.  */
6274 (simplify
6275  (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cs@2 @0 integer_nonzerop@1))
6276   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6277        && TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0))
6278        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@2)))
6279        && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
6280    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6281     (convert (gt @0 (trunc_div! { TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)); } @1)))
6282     (if (TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)))
6283      (if (integer_minus_onep (@1))
6284       (convert (eq @0 { TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)); }))
6285       (with
6286        {
6287          tree div = fold_convert (TREE_TYPE (@0), @1);
6288          tree lo = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6289                                     TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6290          tree hi = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6291                                     TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6292          tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
6293          if (etype)
6294            {
6295              if (wi::neg_p (wi::to_wide (div)))
6296                std::swap (lo, hi);
6297              lo = fold_convert (etype, lo);
6298              hi = fold_convert (etype, hi);
6299              hi = int_const_binop (MINUS_EXPR, hi, lo);
6300            }
6301        }
6302        (if (etype)
6303         (convert (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
6305 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
6306    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
6307    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
6308    section that follows this one.
6310    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
6311    the following:
6313    - the rule describes an identity
6315    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
6316      multiplication
6318    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
6319      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
6320      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
6321      when the operand has that value.)  */
6323 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
6324  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
6325  (simplify
6326   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
6327   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
6328    @0))
6330  (for op (plus minus)
6331   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
6332   (simplify
6333    (op (rdiv @0 @1)
6334        (rdiv @2 @1))
6335    (rdiv (op @0 @2) @1)))
6337  (for cmp (lt le gt ge)
6338       neg_cmp (gt ge lt le)
6339   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
6340   (simplify
6341    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
6342    (with
6343     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
6344     (if (tem
6345          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
6346               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
6347      (switch
6348       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6349        (cmp @0 { tem; }))
6350       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
6351        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
6353  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
6354  (for root (SQRT CBRT)
6355   (simplify
6356    (mult (root:s @0) (root:s @1))
6357     (root (mult @0 @1))))
6359  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
6360  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6361   (simplify
6362    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
6363     (exps (plus @0 @1))))
6365  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
6366  (for root (SQRT CBRT)
6367   (simplify
6368    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
6369     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
6371  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
6372  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6373   (simplify
6374    (rdiv @0 (exps:s @1))
6375     (mult @0 (exps (negate @1)))))
6377  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6378       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6379   /* logN(expN(x)) -> x.  */
6380   (simplify
6381    (logs (exps @0))
6382    @0)
6383   /* expN(logN(x)) -> x.  */
6384   (simplify
6385    (exps (logs @0))
6386    @0))
6388  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
6389     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
6390     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
6391  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
6392       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
6393   (simplify
6394    (logs (exps @0))
6395    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6396     (with {
6397       tree x;
6398       switch (exps)
6399         {
6400         CASE_CFN_EXP:
6401           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
6402           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
6403           break;
6404         CASE_CFN_EXP2:
6405           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
6406           x = build_real (type, dconst2);
6407           break;
6408         CASE_CFN_EXP10:
6409         CASE_CFN_POW10:
6410           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
6411           {
6412             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
6413             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
6414             x = build_real (type, dconst10);
6415           }
6416           break;
6417         default:
6418           gcc_unreachable ();
6419         }
6420       }
6421      (mult (logs { x; }) @0)))))
6423  (for logs (LOG LOG
6424             LOG2 LOG2
6425             LOG10 LOG10)
6426       exps (SQRT CBRT)
6427   (simplify
6428    (logs (exps @0))
6429    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6430     (with {
6431       tree x;
6432       switch (exps)
6433         {
6434         CASE_CFN_SQRT:
6435           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
6436           x = build_real (type, dconsthalf);
6437           break;
6438         CASE_CFN_CBRT:
6439           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
6440           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
6441           break;
6442         default:
6443           gcc_unreachable ();
6444         }
6445       }
6446      (mult { x; } (logs @0))))))
6448  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
6449  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
6450       pows (POW)
6451   (simplify
6452    (logs (pows @0 @1))
6453    (mult @1 (logs @0))))
6455  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
6456     or if C is a positive power of 2,
6457     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
6458 #if GIMPLE
6459  (for pows (POW)
6460       exps (EXP)
6461       logs (LOG)
6462       exp2s (EXP2)
6463       log2s (LOG2)
6464   (simplify
6465    (pows REAL_CST@0 @1)
6466    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6467         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
6468         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
6469            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
6470            beneficial for all constants to postpone this until later,
6471            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
6472            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
6473            pessimization.  */
6474         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6475     (with {
6476        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
6477        bool use_exp2 = false;
6478        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
6479            && value->cl == rvc_normal)
6480          {
6481            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
6482            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
6483            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
6484              use_exp2 = true;
6485          }
6486      }
6487      (if (!use_exp2)
6488       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
6489        (exps (mult (logs @0) @1)))
6490       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
6491 #endif
6493  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
6494  (for pows (POW)
6495       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6496       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6497   (simplify
6498    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
6499    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6500         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6501     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
6503  (for sqrts (SQRT)
6504       cbrts (CBRT)
6505       pows (POW)
6506       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6507   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
6508   (simplify
6509    (sqrts (exps @0))
6510    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
6511   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
6512   (simplify
6513    (cbrts (exps @0))
6514    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6515   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
6516   (simplify
6517    (pows (exps @0) @1)
6518    (exps (mult @0 @1))))
6520  /* tan(atan(x)) -> x.  */
6521  (for tans (TAN)
6522       atans (ATAN)
6523   (simplify
6524    (tans (atans @0))
6525    @0)))
6527  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
6528  (for sins (SIN)
6529       atans (ATAN)
6530       sqrts (SQRT)
6531       copysigns (COPYSIGN)
6532   (simplify
6533    (sins (atans:s @0))
6534    (with
6535      {
6536       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6537       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6538       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6539       tree t_one = build_one_cst (type);
6540      }
6541     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6542      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6543       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6544       (copysigns { t_one; } @0))))))
6546 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
6547  (for coss (COS)
6548       atans (ATAN)
6549       sqrts (SQRT)
6550       copysigns (COPYSIGN)
6551   (simplify
6552    (coss (atans:s @0))
6553    (with
6554      {
6555       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6556       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6557       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6558       tree t_one = build_one_cst (type);
6559       tree t_zero = build_zero_cst (type);
6560      }
6561     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6562      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6563       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6564       (copysigns { t_zero; } @0))))))
6566  (if (!flag_errno_math)
6567   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
6568   (for sinhs (SINH)
6569        atanhs (ATANH)
6570        sqrts (SQRT)
6571    (simplify
6572     (sinhs (atanhs:s @0))
6573     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6574     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
6576   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
6577   (for coshs (COSH)
6578        atanhs (ATANH)
6579        sqrts (SQRT)
6580    (simplify
6581     (coshs (atanhs:s @0))
6582     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6583     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
6585 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
6586 (simplify
6587  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
6588  (abs @0))
6590 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
6591 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6592  (simplify
6593   (fns (fns @0))
6594   (fns @0)))
6595 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
6596 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6597  (simplify
6598   (fns integer_valued_real_p@0)
6599   @0))
6601 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
6602 (simplify
6603  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
6604  (abs @0))
6606 /* pow(1,x) -> 1.  */
6607 (simplify
6608  (POW real_onep@0 @1)
6609  @0)
6611 (simplify
6612  /* copysign(x,x) -> x.  */
6613  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
6614  @0)
6616 (simplify
6617  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
6618  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
6619  @1)
6621 (simplify
6622  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
6623  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
6624  (abs @0))
6626 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
6627  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
6628  (simplify
6629   (scale real_zerop@0 @1)
6630   @0)
6631  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
6632  (simplify
6633   (scale @0 integer_zerop@1)
6634   @0)
6635  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
6636  (simplify
6637   (scale REAL_CST@0 @1)
6638   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6639    @0)))
6641 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
6642    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
6644    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
6645    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
6646    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
6647    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
6649 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
6650  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
6651  (simplify
6652   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
6653    (SIN @0))
6655  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
6656  (simplify
6657   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
6658   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6659    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
6661  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
6662  (simplify
6663   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
6664    (TAN @0))
6666  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
6667  (simplify
6668   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
6669    (TANH @0))
6671  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
6672  (simplify
6673    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
6674    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
6676  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
6677  (simplify
6678   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
6679    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
6681  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
6682  (simplify
6683   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
6684   (if (! HONOR_NANS (@0)
6685        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6686    (COS @0)))
6688  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
6689  (simplify
6690   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
6691   (if (! HONOR_NANS (@0)
6692        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6693    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
6695  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
6696  (simplify
6697   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
6698    (POW @0 (plus @1 @2)))
6700  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
6701  (simplify
6702   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
6703    (POW (mult @0 @2) @1))
6705  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
6706  (simplify
6707   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
6708    (POWI (mult @0 @2) @1))
6710  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
6711  (simplify
6712   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
6713   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6714    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
6716  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
6717  (simplify
6718   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
6719    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
6721  (for sqrts (SQRT)
6722       cbrts (CBRT)
6723       pows (POW)
6724   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6725   (simplify
6726    (sqrts (sqrts @0))
6727    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6728   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6729   (simplify
6730    (sqrts (cbrts @0))
6731    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6732   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6733   (simplify
6734    (cbrts (sqrts @0))
6735    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6736   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6737   (simplify
6738    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6739    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6740   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6741   (simplify
6742    (sqrts (pows @0 @1))
6743    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6744   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6745   (simplify
6746    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6747    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6748   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6749   (simplify
6750    (pows (sqrts @0) @1)
6751    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6752   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6753   (simplify
6754    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6755    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6756   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6757   (simplify
6758    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6759    (pows @0 (mult @1 @2))))
6761  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6762  (simplify
6763   (CABS (complex @0 @0))
6764   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6766  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6767  (simplify
6768   (HYPOT @0 @0)
6769   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6771  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6772  (for cexps (CEXP)
6773       exps (EXP)
6774       cexpis (CEXPI)
6775   (simplify
6776    (cexps compositional_complex@0)
6777    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6778     (complex
6779      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6780      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6782 (if (canonicalize_math_p ())
6783  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6784  (for floors (FLOOR_ALL)
6785       truncs (TRUNC_ALL)
6786   (simplify
6787    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6788    (truncs @0))))
6790 (match double_value_p
6791  @0
6792  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6793 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6794             BUILT_IN_FLOORL
6795             BUILT_IN_CEILL
6796             BUILT_IN_ROUNDL
6797             BUILT_IN_NEARBYINTL
6798             BUILT_IN_RINTL)
6799      tos (BUILT_IN_TRUNC
6800           BUILT_IN_FLOOR
6801           BUILT_IN_CEIL
6802           BUILT_IN_ROUND
6803           BUILT_IN_NEARBYINT
6804           BUILT_IN_RINT)
6805  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6806  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6807   (simplify
6808    (froms (convert double_value_p@0))
6809    (convert (tos @0)))))
6811 (match float_value_p
6812  @0
6813  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6814 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6815             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6816             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6817             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6818             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6819             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6820      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6821           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6822           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6823           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6824           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6825           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6826  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6827     if x is a float.  */
6828  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6829       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6830   (simplify
6831    (froms (convert float_value_p@0))
6832    (convert (tos @0)))))
6834 #if GIMPLE
6835 (match float16_value_p
6836  @0
6837  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float16_type_node)))
6838 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC BUILT_IN_TRUNCF
6839             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR BUILT_IN_FLOORF
6840             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL BUILT_IN_CEILF
6841             BUILT_IN_ROUNDEVENL BUILT_IN_ROUNDEVEN BUILT_IN_ROUNDEVENF
6842             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND BUILT_IN_ROUNDF
6843             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT BUILT_IN_NEARBYINTF
6844             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT BUILT_IN_RINTF
6845             BUILT_IN_SQRTL BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTF)
6846      tos (IFN_TRUNC IFN_TRUNC IFN_TRUNC
6847           IFN_FLOOR IFN_FLOOR IFN_FLOOR
6848           IFN_CEIL IFN_CEIL IFN_CEIL
6849           IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN
6850           IFN_ROUND IFN_ROUND IFN_ROUND
6851           IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT
6852           IFN_RINT IFN_RINT IFN_RINT
6853           IFN_SQRT IFN_SQRT IFN_SQRT)
6854  /* (_Float16) round ((doube) x) -> __built_in_roundf16 (x), etc.,
6855     if x is a _Float16.  */
6856  (simplify
6857    (convert (froms (convert float16_value_p@0)))
6858      (if (optimize
6859           && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6860           && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6861                                              type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6862        (tos @0))))
6864 /* Simplify (trunc)copysign ((extend)x, (extend)y) to copysignf (x, y),
6865    x,y is float value, similar for _Float16/double.  */
6866 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
6867  (simplify
6868   (convert (copysigns (convert@2 @0) (convert @1)))
6869    (if (optimize
6870        && !HONOR_SNANS (@2)
6871        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6872        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6873        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
6874        && direct_internal_fn_supported_p (IFN_COPYSIGN,
6875                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6876     (IFN_COPYSIGN @0 @1))))
6878 (for froms (BUILT_IN_FMAF BUILT_IN_FMA BUILT_IN_FMAL)
6879      tos (IFN_FMA IFN_FMA IFN_FMA)
6880  (simplify
6881   (convert (froms (convert@3 @0) (convert @1) (convert @2)))
6882    (if (flag_unsafe_math_optimizations
6883        && optimize
6884        && FLOAT_TYPE_P (type)
6885        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6886        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6887        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6888        && types_match (type, TREE_TYPE (@2))
6889        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6890        && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6891                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6892     (tos @0 @1 @2))))
6894 (for maxmin (max min)
6895  (simplify
6896   (convert (maxmin (convert@2 @0) (convert @1)))
6897    (if (optimize
6898        && FLOAT_TYPE_P (type)
6899        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6900        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6901        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6902        && element_precision (type) < element_precision (TREE_TYPE (@2)))
6903     (maxmin @0 @1))))
6904 #endif
6906 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6907      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6908  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6909  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6910   (simplify
6911    (froms (convert double_value_p@0))
6912    (tos @0))))
6914 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6915             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6916      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6917  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6918     if x is a float.  */
6919  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6920   (simplify
6921    (froms (convert float_value_p@0))
6922    (tos @0))))
6924 (if (canonicalize_math_p ())
6925  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6926  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6927   (simplify
6928    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6929    (fix_trunc @0))))
6931 (if (canonicalize_math_p ())
6932  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6933  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6934            ICEIL LCEIL LLCEIL
6935            IROUND LROUND LLROUND)
6936   (simplify
6937    (fns integer_valued_real_p@0)
6938    (fix_trunc @0)))
6939  (if (!flag_errno_math)
6940   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6941   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
6942    (simplify
6943     (rints integer_valued_real_p@0)
6944     (fix_trunc @0)))))
6946 (if (canonicalize_math_p ())
6947  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
6948       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
6949       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
6950   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
6951      sizeof (int) == sizeof (long).  */
6952   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
6953        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6954    (simplify
6955     (ifn @0)
6956     (lfn:long_integer_type_node @0)))
6957   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
6958      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
6959   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
6960        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6961    (simplify
6962     (llfn @0)
6963     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
6965 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
6966 (simplify
6967  (CPROJ @0)
6968  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
6969    @0))
6971 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
6972    nonnegative, return (inf + 0i).  */
6973 (simplify
6974  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
6975  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6976   { build_complex_inf (type, false); }))
6978 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
6979 (simplify
6980  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
6981  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6982   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
6984 (for pows (POW)
6985      sqrts (SQRT)
6986      cbrts (CBRT)
6987  (simplify
6988   (pows @0 REAL_CST@1)
6989   (with {
6990     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
6991     REAL_VALUE_TYPE tmp;
6992    }
6993    (switch
6994     /* pow(x,0) -> 1.  */
6995     (if (real_equal (value, &dconst0))
6996      { build_real (type, dconst1); })
6997     /* pow(x,1) -> x.  */
6998     (if (real_equal (value, &dconst1))
6999      @0)
7000     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
7001     (if (real_equal (value, &dconstm1))
7002      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
7003     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
7004     (if (flag_unsafe_math_optimizations
7005          && canonicalize_math_p ()
7006          && real_equal (value, &dconsthalf))
7007      (sqrts @0))
7008     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
7009     (if (flag_unsafe_math_optimizations
7010          && canonicalize_math_p ()
7011          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
7012              real_equal (value, &tmp)))
7013      (cbrts @0))))))
7015 /* powi(1,x) -> 1.  */
7016 (simplify
7017  (POWI real_onep@0 @1)
7018  @0)
7020 (simplify
7021  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
7022  (switch
7023   /* powi(x,0) -> 1.  */
7024   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
7025    { build_real (type, dconst1); })
7026   /* powi(x,1) -> x.  */
7027   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
7028    @0)
7029   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
7030   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
7031    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
7033 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
7035    These are conceptually similar to the transformations performed for
7036    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
7037    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
7039 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
7040    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
7041    is the widest mode from all of these.  */
7042 (for op (plus minus mult rdiv)
7043  (simplify
7044    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
7045    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
7046       both operands are widening conversions from the same type as the outer
7047       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
7048       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
7049       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
7050    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7051         && op != MULT_EXPR
7052         && op != RDIV_EXPR
7053         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
7054            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
7055         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
7056         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
7057         /* The precision of the type of each operand must match the
7058            precision of the mode of each operand, similarly for the
7059            result.  */
7060         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
7061         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
7062         && type_has_mode_precision_p (type)
7063         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
7064         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
7065         && types_match (@1, type)
7066         && (types_match (@1, @2)
7067             /* Or the second operand is const integer or converted const
7068                integer from valueize.  */
7069             || poly_int_tree_p (@4)))
7070      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
7071        (op @1 (convert @2))
7072        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
7073         (convert (op (convert:utype @1)
7074                      (convert:utype @2)))))
7075      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
7076           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7077                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
7078       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
7079               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
7080               tree itype = TREE_TYPE (@0);
7081               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
7082               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
7083               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
7084         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
7085              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
7086          (with { tree newtype = type;
7087                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
7088                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
7089                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
7090                    newtype = dfloat32_type_node;
7091                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
7092                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
7093                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
7094                    newtype = dfloat64_type_node;
7095                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
7096                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
7097                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
7098                    newtype = dfloat128_type_node; }
7099           (if ((newtype == dfloat32_type_node
7100                 || newtype == dfloat64_type_node
7101                 || newtype == dfloat128_type_node)
7102               && newtype == type
7103               && types_match (newtype, type))
7104             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
7105             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
7106                       newtype = ty1;
7107                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
7108                       newtype = ty2; }
7109                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
7110                   change results through affecting double rounding
7111                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
7112                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
7113                   + (long double)double) converted to
7114                   (float)(double + double), the transformation is
7115                   unsafe regardless of the details of the types
7116                   involved; double rounding can arise if the result
7117                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
7118                   between two representable TYPE values but the
7119                   exact value is sufficiently different (in the
7120                   right direction) for this difference to be
7121                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
7122                   same as TYPE, however, the transformation may be
7123                   safe depending on the types involved: it is safe
7124                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
7125                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
7126                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
7127                   exponent range for the product or ratio of two
7128                   values representable in the TYPE to be within the
7129                   range of normal values of ITYPE.  */
7130               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
7131                    && (flag_unsafe_math_optimizations
7132                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
7133                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
7134                                                            TYPE_MODE (type))
7135                            && !excess_precision_type (newtype)))
7136                    && !types_match (itype, newtype))
7137                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
7138                                    (convert:newtype @2)))
7139          )))) )
7140    ))
7143 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
7144    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
7145    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
7146    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
7147    arithmetic operation.  */
7148 (for op (minus plus)
7149  (simplify
7150   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
7151   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7152        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
7153           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
7154        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7155        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
7156        /* The precision of the type of each operand must match the
7157           precision of the mode of each operand, similarly for the
7158           result.  */
7159        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
7160        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
7161        && type_has_mode_precision_p (type)
7162        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
7163        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7164        && types_match (@0, @1)
7165        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
7166            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
7167        && (wi::to_wide (@4)
7168            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
7169                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
7170    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
7171     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
7172      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
7173     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7174      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
7175                (convert:utype @4))))))))
7177 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
7178    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
7179 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
7180      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
7181      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
7182  (simplify
7183   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
7184   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7185        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
7186    (op @0 (ext @1 @2)))))
7188 (simplify
7189  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
7190  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
7191  { integer_zero_node; })
7193 (simplify
7194  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
7195  (SIGNBIT @0)
7196  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
7197   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
7199 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
7200 (for cmp (eq ne)
7201  (for op (plus minus)
7202       rop (minus plus)
7203   (simplify
7204    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7205    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7206         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
7207         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
7208         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
7209     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7210      (if (TREE_OVERFLOW (res)
7211           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7212       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
7213       (if (single_use (@3))
7214        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
7215                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
7216 (for cmp (lt le gt ge)
7217  (for op (plus minus)
7218       rop (minus plus)
7219   (simplify
7220    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7221    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7222         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7223     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7224      (if (TREE_OVERFLOW (res))
7225       {
7226         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7227                                 "when simplifying conditional to constant"),
7228                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
7229         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
7230         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
7231         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
7232                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
7233                         != (op == MINUS_EXPR);
7234         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
7235       }
7236       (if (single_use (@3))
7237        (with
7238         {
7239           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7240                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
7241                                   "X cmp C2 -+ C1"),
7242                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
7243         }
7244         (cmp @0 { res; })))))))))
7246 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
7248 (simplify
7249  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
7250  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
7252 (simplify
7253  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
7254  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
7256 (simplify
7257  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
7258  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
7259   (view_convert @0)))
7261 (simplify
7262  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
7263  (switch
7264   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
7265        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7266    (switch
7267     (if (integer_zerop (@2))
7268      (view_convert (realpart @0)))
7269     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7270      (view_convert (imagpart @0)))))
7271   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7272        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
7273        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
7274        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
7275        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
7276        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
7277             && integer_zerop (@2))
7278            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
7279               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
7280            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
7281                /* But only do this after vectorization.  */
7282                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
7283                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
7284                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
7285                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
7286                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
7287                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7288                                             - TYPE_PRECISION (type))
7289                                          : 0)) == 0)))
7290    (convert @0))))
7292 /* Simplify vector extracts.  */
7294 (simplify
7295  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
7296  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7297       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
7298       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
7299            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7300           || (VECTOR_TYPE_P (type)
7301               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
7302                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
7303   (with
7304    {
7305      tree ctor = @0;
7306      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
7307      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
7308      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
7309      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
7310    }
7311    (if (n != 0
7312         && (idx % width) == 0
7313         && (n % width) == 0
7314         && known_le ((idx + n) / width,
7315                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
7316     (with
7317      {
7318        idx = idx / width;
7319        n = n / width;
7320        /* Constructor elements can be subvectors.  */
7321        poly_uint64 k = 1;
7322        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
7323          {
7324            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
7325            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
7326              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
7327          }
7328        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
7329      }
7330      (switch
7331       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
7332       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
7333        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
7334         { build_zero_cst (type); }
7335         (if (count == 1)
7336          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
7337           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
7338           { build_zero_cst (type); })
7339          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
7340             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
7341             uniform.  */
7342          (if (single_use (@0))
7343           (with
7344             {
7345               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
7346               vec_alloc (vals, count);
7347               bool constant_p = true;
7348               tree res;
7349               for (unsigned i = 0;
7350                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
7351                 {
7352                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
7353                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
7354                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
7355                     constant_p = false;
7356                 }
7357               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
7358                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
7359                              ? type
7360                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
7361                                                   count * k));
7362               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
7363                      : build_constructor (evtype, vals));
7364             }
7365             (view_convert { res; }))))))
7366       /* The bitfield references a single constructor element.  */
7367       (if (k.is_constant (&const_k)
7368            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
7369        (switch
7370         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
7371          { build_zero_cst (type); })
7372         (if (n == const_k)
7373          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
7374         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
7375                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
7377 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
7378    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
7379    not touching the extraction.  */
7380 (simplify
7381  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
7382  (with
7383   {
7384     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
7385     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
7386       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
7387     else
7388       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
7389   }
7390   (switch
7391    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
7392         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
7393                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7394     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
7395                                                  wi::to_wide (@rpos)
7396                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
7397    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
7398                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
7399         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
7400                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7401     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
7403 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
7404  (for fmas (FMA)
7405   (simplify
7406    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
7407    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7408   (simplify
7409    (fmas @0 @1 (negate @2))
7410    (IFN_FMS @0 @1 @2))
7411   (simplify
7412    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
7413    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7414   (simplify
7415    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
7416    (if (single_use (@3))
7417     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
7419  (simplify
7420   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
7421   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7422  (simplify
7423   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
7424   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7425  (simplify
7426   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7427   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7428  (simplify
7429   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
7430    (if (single_use (@3))
7431     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
7433  (simplify
7434   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
7435   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7436  (simplify
7437   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
7438   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7439  (simplify
7440   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
7441   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7442  (simplify
7443   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
7444   (if (single_use (@3))
7445    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
7447  (simplify
7448   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
7449   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7450  (simplify
7451   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
7452   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7453  (simplify
7454   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7455   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7456  (simplify
7457   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
7458   (if (single_use (@3))
7459    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
7461 /* CLZ simplifications.  */
7462 (for clz (CLZ)
7463  (for op (eq ne)
7464       cmp (lt ge)
7465   (simplify
7466    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
7467    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
7468     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
7469     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7470             tree stype = signed_type_for (type0);
7471             HOST_WIDE_INT val = 0;
7472             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7473             if (clz == CFN_CLZ
7474                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7475                                               val) == 2
7476                 && val == 0)
7477               stype = NULL_TREE;
7478           }
7479      (if (stype)
7480       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
7481     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
7482     (with { bool ok = true;
7483             HOST_WIDE_INT val = 0;
7484             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7485             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7486             if (clz == CFN_CLZ
7487                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7488                                               val) == 2
7489                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
7490               ok = false;
7491           }
7492      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
7493       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
7495 /* CTZ simplifications.  */
7496 (for ctz (CTZ)
7497  (for op (ge gt le lt)
7498       cmp (eq eq ne ne)
7499   (simplify
7500    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
7501    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7502     (with { bool ok = true;
7503             HOST_WIDE_INT val = 0;
7504             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
7505               ok = false;
7506             else
7507               {
7508                 val = tree_to_shwi (@1);
7509                 /* Canonicalize to >= or <.  */
7510                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
7511                   {
7512                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
7513                       ok = false;
7514                     else
7515                       val++;
7516                   }
7517               }
7518             bool zero_res = false;
7519             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7520             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7521             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7522             if (ctz == CFN_CTZ
7523                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7524                                               zero_val) == 2)
7525               zero_res = true;
7526           }
7527      (if (val <= 0)
7528       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
7529        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
7530       (if (val >= prec)
7531        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
7532         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7533        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
7534         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7535                                              wi::mask (val, false, prec)); })
7536              { build_zero_cst (type0); })))))))
7537  (for op (eq ne)
7538   (simplify
7539    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
7540    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7541     (with { bool zero_res = false;
7542             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7543             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7544             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7545             if (ctz == CFN_CTZ
7546                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7547                                               zero_val) == 2)
7548               zero_res = true;
7549           }
7550      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
7551       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
7552        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7553       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
7554        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7555                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
7556                                                      false, prec)); })
7557            { wide_int_to_tree (type0,
7558                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
7559                                                  false, prec)); })))))))
7561 /* POPCOUNT simplifications.  */
7562 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
7563 (simplify
7564   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
7565   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
7566     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
7568 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
7569 (for popcount (POPCOUNT)
7570   (for cmp (le eq ne gt)
7571        rep (eq eq ne ne)
7572     (simplify
7573       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
7574       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
7576 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
7577 (simplify
7578   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
7579   (PARITY @0))
7581 /* PARITY simplifications.  */
7582 /* parity(~X) is parity(X).  */
7583 (simplify
7584   (PARITY (bit_not @0))
7585   (PARITY @0))
7587 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
7588 (simplify
7589   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
7590   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
7592 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
7593 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
7594 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
7595   (simplify
7596     (pfun @0)
7597     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
7598       (switch
7599         (if (nz == 1)
7600           (convert @0))
7601         (if (wi::popcount (nz) == 1)
7602           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7603             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
7604                                    { build_int_cst (integer_type_node,
7605                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
7607 #if GIMPLE
7608 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
7610    int popcount64c (uint64_t x)
7611    {
7612      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
7613      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
7614      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
7615      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
7616    }
7618    int popcount32c (uint32_t x)
7619    {
7620      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
7621      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
7622      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
7623      return (x * 0x01010101) >> 24;
7624    }  */
7625 (simplify
7626  (rshift
7627   (mult
7628    (bit_and
7629     (plus:c
7630      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
7631       (plus:c@8
7632        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
7633         (bit_and
7634          (rshift
7635           (minus@6 @0
7636            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
7637           INTEGER_CST@10)
7638          INTEGER_CST@9)))
7639     INTEGER_CST@3)
7640    INTEGER_CST@2)
7641   INTEGER_CST@1)
7642   /* Check constants and optab.  */
7643   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
7644           int shift = (64 - prec) & 63;
7645           unsigned HOST_WIDE_INT c1
7646             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
7647           unsigned HOST_WIDE_INT c2
7648             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
7649           unsigned HOST_WIDE_INT c3
7650             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
7651           unsigned HOST_WIDE_INT c4
7652             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
7653    }
7654    (if (prec >= 16
7655         && prec <= 64
7656         && pow2p_hwi (prec)
7657         && TYPE_UNSIGNED (type)
7658         && integer_onep (@4)
7659         && wi::to_widest (@10) == 2
7660         && wi::to_widest (@5) == 4
7661         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
7662         && tree_to_uhwi (@2) == c1
7663         && tree_to_uhwi (@3) == c2
7664         && tree_to_uhwi (@9) == c3
7665         && tree_to_uhwi (@7) == c3
7666         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
7667     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
7668                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7669      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
7670      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
7671         five bits for this to work without extension before adding.  */
7672      (with {
7673        tree half_type = NULL_TREE;
7674        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
7675        int half_prec = 8;
7676        if (m.exists ()
7677            && m.require () != TYPE_MODE (type))
7678          {
7679            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
7680            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
7681          }
7682        gcc_assert (half_prec > 2);
7683       }
7684       (if (half_type != NULL_TREE
7685            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
7686                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7687        (convert (plus
7688          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
7689          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
7690             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
7692 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
7693    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
7694    should lead to better code.  */
7695 (simplify
7696  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
7697  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7698       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
7699                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
7700   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7701    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
7702 #endif
7704 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
7705           BUILT_IN_FFSIMAX)
7706  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
7707     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
7708  (for cmp (eq ne)
7709   (simplify
7710    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7711     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7712      (switch
7713       (if (integer_zerop (@1))
7714        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7715       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
7716        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
7717       (if (single_use (@2))
7718        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7719                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7720                                                       false, prec)); })
7721             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7722                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
7723                                                   false, prec)); }))))))
7725  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
7726  (for cmp (gt le)
7727       cmp2 (ne eq)
7728       cmp3 (eq ne)
7729       bit_op (bit_and bit_ior)
7730   (simplify
7731    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7732     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7733      (switch
7734       (if (integer_zerop (@1))
7735        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7736       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
7737        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
7738       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
7739        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
7740       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
7741        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7742                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
7743                                                       false, prec)); }))
7744       (if (single_use (@2))
7745        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
7746                (cmp3 (bit_and @0
7747                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7748                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7749                                                   false, prec)); })
7750                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
7752 #if GIMPLE
7754 /* Simplify:
7755      a = op a1
7756      r = cond ? a : b
7757      --> r = .COND_FN (cond, a, b)
7758 and,
7759     a = op a1
7760     r = cond ? b : a
7761     --> r = .COND_FN (~cond, b, a).  */
7763 (for uncond_op (UNCOND_UNARY)
7764      cond_op (COND_UNARY)
7765  (simplify
7766   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@3 @1)) @2)
7767    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7768     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7769         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7770      (cond_op @0 @1 @2))))
7771  (simplify
7772   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@3 @2)))
7773    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7774     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7775         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7776      (cond_op (bit_not @0) @2 @1)))))
7778 /* Simplify:
7780      a = a1 op a2
7781      r = c ? a : b;
7783    to:
7785      r = c ? a1 op a2 : b;
7787    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
7788    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
7789    simplification if the result of the operation isn't needed.
7791    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
7792    on targets that might not support them.  Any target implementing
7793    conditional internal functions must support the same comparisons
7794    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
7796 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
7797      cond_op (COND_BINARY)
7798  (simplify
7799   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
7800   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7801    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7802         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7803         && single_use (@4))
7804     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
7805  (simplify
7806   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
7807   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7808    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7809         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7810         && single_use (@4))
7811     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
7813 /* Same for ternary operations.  */
7814 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
7815      cond_op (COND_TERNARY)
7816  (simplify
7817   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
7818   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7819    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7820         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7821         && single_use (@5))
7822     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
7823  (simplify
7824   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7825   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7826    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7827         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7828         && single_use (@5))
7829     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7830                   (view_convert:op_type @1)))))))
7831 #endif
7833 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7834    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7835 (for cond_op (COND_BINARY)
7836  (simplify
7837   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7838   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7839    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7840     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7841  (simplify
7842   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7843   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7844    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7845         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7846     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7848 /* Same for ternary operations.  */
7849 (for cond_op (COND_TERNARY)
7850  (simplify
7851   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7852   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7853    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7854     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7855  (simplify
7856   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7857   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7858    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7859         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7860     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7862 /* Detect simplication for a conditional reduction where
7864    a = mask1 ? b : 0
7865    c = mask2 ? d + a : d
7867    is turned into
7869    c = mask1 && mask2 ? d + b : d.  */
7870 (simplify
7871   (IFN_COND_ADD @0 @1 (vec_cond @2 @3 integer_zerop) @1)
7872    (IFN_COND_ADD (bit_and @0 @2) @1 @3 @1))
7874 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7875    expressions like:
7877    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7878    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7880    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7881    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7882    bytes.  A is more efficiently tested as:
7884    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7886    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7888    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7890    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7892    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7893    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7895    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7896    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7897    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7898    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7899    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7900    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7901    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7902    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7903    pointer_pluses dead.  */
7904 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7905  (for cmp (le lt)
7906   (simplify
7907    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7908         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7909    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7910         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7911         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7912     /* Calculate the rhs constant.  */
7913     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7914             offset_int rhs = off * 2; }
7915      /* Always fails for negative values.  */
7916      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7917       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7918          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7919          same pointer_plus in multiple checks.  */
7920       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7921               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7922        (if (cmp == LT_EXPR)
7923         (gt (convert:sizetype
7924              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7925                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7926             { rhs_tree; })
7927         (gt (convert:sizetype
7928              (pointer_diff:ssizetype
7929               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7930                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7931               { swap_p ? @0 : @2; }))
7932             { rhs_tree; })))))))))
7934 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7935    element of @1.  */
7936 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7937  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7938   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
7939    (if (i >= 0)
7940     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
7941             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
7942             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
7943             tree size = bitsize_int (elt_bits);
7944             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
7945      (view_convert
7946       (bit_and:elt_type
7947        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
7948        { elt; })))))))
7950 /* Fold reduction of a single nonzero element constructor.  */
7951 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7952   (simplify (reduc (CONSTRUCTOR@0))
7953     (with { tree ctor = @0;
7954             tree elt = ctor_single_nonzero_element (ctor); }
7955       (if (elt
7956            && !HONOR_SNANS (type)
7957            && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
7958         { elt; }))))
7960 /* Fold REDUC (@0 op VECTOR_CST) as REDUC (@0) op REDUC (VECTOR_CST).  */
7961 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_MAX IFN_REDUC_MIN IFN_REDUC_FMAX
7962             IFN_REDUC_FMIN IFN_REDUC_AND IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7963      op (plus max min IFN_FMAX IFN_FMIN bit_and bit_ior bit_xor)
7964   (simplify (reduc (op @0 VECTOR_CST@1))
7965     (op (reduc:type @0) (reduc:type @1))))
7967 /* Simplify vector floating point operations of alternating sub/add pairs
7968    into using an fneg of a wider element type followed by a normal add.
7969    under IEEE 754 the fneg of the wider type will negate every even entry
7970    and when doing an add we get a sub of the even and add of every odd
7971    elements.  */
7972 (simplify
7973  (vec_perm (plus:c @0 @1) (minus @0 @1) VECTOR_CST@2)
7974  (if (!VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
7975       && !FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN)
7976   (with
7977    {
7978      /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
7979      vec_perm_builder builder;
7980    }
7981    (if (tree_to_vec_perm_builder (&builder, @2))
7982     (with
7983      {
7984        /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
7985        poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
7986        vec_perm_indices sel (builder, 2, nelts);
7987        machine_mode vec_mode = TYPE_MODE (type);
7988        machine_mode wide_mode;
7989        scalar_mode wide_elt_mode;
7990        poly_uint64 wide_nunits;
7991        scalar_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (vec_mode);
7992      }
7993      (if (sel.series_p (0, 2, 0, 2)
7994           && GET_MODE_2XWIDER_MODE (inner_mode).exists (&wide_elt_mode)
7995           && multiple_p (GET_MODE_NUNITS (vec_mode), 2, &wide_nunits)
7996           && related_vector_mode (vec_mode, wide_elt_mode,
7997                                   wide_nunits).exists (&wide_mode))
7998         (with
7999          {
8000            tree stype
8001              = lang_hooks.types.type_for_mode (GET_MODE_INNER (wide_mode),
8002                                                TYPE_UNSIGNED (type));
8003            tree ntype = build_vector_type_for_mode (stype, wide_mode);
8005            /* The format has to be a non-extended ieee format.  */
8006            const struct real_format *fmt_old = FLOAT_MODE_FORMAT (vec_mode);
8007            const struct real_format *fmt_new = FLOAT_MODE_FORMAT (wide_mode);
8008          }
8009          (if (TYPE_MODE (stype) != BLKmode
8010               && VECTOR_TYPE_P (ntype)
8011               && fmt_old != NULL
8012               && fmt_new != NULL)
8013           (with
8014            {
8015              /* If the target doesn't support v1xx vectors, try using
8016                 scalar mode xx instead.  */
8017             if (known_eq (GET_MODE_NUNITS (wide_mode), 1)
8018                 && !target_supports_op_p (ntype, NEGATE_EXPR, optab_vector))
8019               ntype = stype;
8020            }
8021            (if (fmt_new->signbit_rw
8022                 == fmt_old->signbit_rw + GET_MODE_UNIT_BITSIZE (vec_mode)
8023                 && fmt_new->signbit_rw == fmt_new->signbit_ro
8024                 && targetm.can_change_mode_class (TYPE_MODE (ntype), TYPE_MODE (type), ALL_REGS)
8025                 && ((optimize_vectors_before_lowering_p () && VECTOR_TYPE_P (ntype))
8026                     || target_supports_op_p (ntype, NEGATE_EXPR, optab_vector)))
8027             (plus (view_convert:type (negate (view_convert:ntype @1))) @0)))))))))))
8029 (simplify
8030  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
8031  (with
8032   {
8033     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
8034     machine_mode result_mode = TYPE_MODE (type);
8035     machine_mode op_mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (op0));
8037     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
8038     vec_perm_builder builder;
8039   }
8040   (if (tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
8041    (with
8042     {
8043       /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
8044       poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
8045       bool single_arg = (op0 == op1);
8046       vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
8047     }
8048     (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
8049      { op0; }
8050      (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
8051       { op1; }
8052       (with
8053        {
8054          if (!single_arg)
8055            {
8056              if (sel.all_from_input_p (0))
8057                op1 = op0;
8058              else if (sel.all_from_input_p (1))
8059                {
8060                  op0 = op1;
8061                  sel.rotate_inputs (1);
8062                }
8063              else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
8064                {
8065                  std::swap (op0, op1);
8066                  sel.rotate_inputs (1);
8067                }
8068            }
8069          gassign *def;
8070          tree cop0 = op0, cop1 = op1;
8071          if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
8072              && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
8073              && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
8074            cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
8075          if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
8076              && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
8077              && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
8078            cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
8079          tree t;
8080        }
8081        (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
8082              || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
8083             && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
8084                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
8085             && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
8086         { t; }
8087         (with
8088          {
8089            bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
8090            tree ins = NULL_TREE;
8091            unsigned at = 0;
8093            /* See if the permutation is performing a single element
8094               insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
8095               in that case.  But only if the vector mode is supported,
8096               otherwise this is invalid GIMPLE.  */
8097            if (op_mode != BLKmode
8098                && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
8099                    || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
8100                    || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
8101                    || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
8102              {
8103                bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
8104                if (insert_first_p)
8105                  {
8106                    /* After canonicalizing the first elt to come from the
8107                       first vector we only can insert the first elt from
8108                       the first vector.  */
8109                    at = 0;
8110                    if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
8111                      op0 = op1;
8112                  }
8113                /* The above can fail for two-element vectors which always
8114                   appear to insert the first element, so try inserting
8115                   into the second lane as well.  For more than two
8116                   elements that's wasted time.  */
8117                if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
8118                  {
8119                    unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
8120                    for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
8121                      if (maybe_ne (sel[at], at))
8122                        break;
8123                    if (at < encoded_nelts
8124                        && (known_eq (at + 1, nelts)
8125                            || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
8126                      {
8127                        if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
8128                          ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
8129                        else
8130                          ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
8131                      }
8132                  }
8133              }
8135            /* Generate a canonical form of the selector.  */
8136            if (!ins && sel.encoding () != builder)
8137              {
8138                /* Some targets are deficient and fail to expand a single
8139                   argument permutation while still allowing an equivalent
8140                   2-argument version.  */
8141                tree oldop2 = op2;
8142                if (sel.ninputs () == 2
8143                    || can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel, false))
8144                  op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
8145                else
8146                  {
8147                    vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
8148                    if (can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel2, false))
8149                      op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
8150                    else
8151                      /* Not directly supported with either encoding,
8152                         so use the preferred form.  */
8153                      op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
8154                  }
8155                if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
8156                  changed = true;
8157              }
8158          }
8159          (if (ins)
8160           (bit_insert { op0; } { ins; }
8161            { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
8162           (if (changed)
8163            (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))))
8165 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
8167 (match vec_same_elem_p
8168  (vec_duplicate @0))
8170 (match vec_same_elem_p
8171  CONSTRUCTOR@0
8172  (if (uniform_vector_p (@0))))
8174 (match vec_same_elem_p
8175  @0
8176  (if (uniform_vector_p (@0))))
8179 (simplify
8180  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
8181  @0)
8183 /* Push VEC_PERM earlier if that may help FMA perception (PR101895).  */
8184 (simplify
8185  (plus:c (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
8186  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
8187   (plus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
8188 (simplify
8189  (minus (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
8190  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
8191   (minus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
8194 /* Merge
8195    c = VEC_PERM_EXPR <a, b, VCST0>;
8196    d = VEC_PERM_EXPR <c, c, VCST1>;
8197    to
8198    d = VEC_PERM_EXPR <a, b, NEW_VCST>;  */
8200 (simplify
8201  (vec_perm (vec_perm@0 @1 @2 VECTOR_CST@3) @0 VECTOR_CST@4)
8202  (if (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type).is_constant ())
8203   (with
8204    {
8205      machine_mode result_mode = TYPE_MODE (type);
8206      machine_mode op_mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1));
8207      int nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type).to_constant ();
8208      vec_perm_builder builder0;
8209      vec_perm_builder builder1;
8210      vec_perm_builder builder2 (nelts, nelts, 1);
8211    }
8212    (if (tree_to_vec_perm_builder (&builder0, @3)
8213         && tree_to_vec_perm_builder (&builder1, @4))
8214     (with
8215      {
8216        vec_perm_indices sel0 (builder0, 2, nelts);
8217        vec_perm_indices sel1 (builder1, 1, nelts);
8219        for (int i = 0; i < nelts; i++)
8220          builder2.quick_push (sel0[sel1[i].to_constant ()]);
8222        vec_perm_indices sel2 (builder2, 2, nelts);
8224        tree op0 = NULL_TREE;
8225        /* If the new VEC_PERM_EXPR can't be handled but both
8226           original VEC_PERM_EXPRs can, punt.
8227           If one or both of the original VEC_PERM_EXPRs can't be
8228           handled and the new one can't be either, don't increase
8229           number of VEC_PERM_EXPRs that can't be handled.  */
8230        if (can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel2, false)
8231            || (single_use (@0)
8232                ? (!can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel0, false)
8233                   || !can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel1, false))
8234                : !can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel1, false)))
8235          op0 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (@4), sel2);
8236      }
8237      (if (op0)
8238       (vec_perm @1 @2 { op0; })))))))
8241 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
8242    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
8243    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
8244    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
8245    to the number of trailing zeroes.  */
8246 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
8247   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))
8249 (match (cond_expr_convert_p @0 @2 @3 @6)
8250  (cond (simple_comparison@6 @0 @1) (convert@4 @2) (convert@5 @3))
8251   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
8252        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
8253        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
8254        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
8255        && TYPE_PRECISION (type) != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8256        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8257           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
8258        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8259           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
8260        /* For vect_recog_cond_expr_convert_pattern, @2 and @3 can differ in
8261           signess when convert is truncation, but not ok for extension since
8262           it's sign_extend vs zero_extend.  */
8263        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type)
8264            || (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
8265                == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))))
8266        && single_use (@4)
8267        && single_use (@5))))
8269 (for bit_op (bit_and bit_ior bit_xor)
8270  (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8271   (bit_op:c
8272    (nop_convert1? (bit_not2?@0 (convert3? (lshift integer_onep@1 @2))))
8273    @3)))
8275 (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8276  (bit_not
8277   (nop_convert1? (bit_xor@0 (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)) @3))))
8279 /* n - (((n > C1) ? n : C1) & -C2) ->  n & C1 for unsigned case.
8280    n - (((n > C1) ? n : C1) & -C2) ->  (n <= C1) ? n : (n & C1) for signed case.  */
8281 (simplify
8282   (minus @0 (bit_and (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2))
8283   (with { auto i = wi::neg (wi::to_wide (@2)); }
8284   /* Check if -C2 is a power of 2 and C1 = -C2 - 1.  */
8285     (if (wi::popcount (i) == 1
8286          && (wi::to_wide (@1)) == (i - 1))
8287       (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
8288         (bit_and @0 @1)
8289       (cond (le @0 @1) @0 (bit_and @0 @1))))))
8291 /* -x & 1 -> x & 1.  */
8292 (simplify 
8293  (bit_and (negate @0) integer_onep@1)
8294  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
8295   (bit_and @0 @1)))
8297 /* Optimize
8298    c1 = VEC_PERM_EXPR (a, a, mask)
8299    c2 = VEC_PERM_EXPR (b, b, mask)
8300    c3 = c1 op c2
8301    -->
8302    c = a op b
8303    c3 = VEC_PERM_EXPR (c, c, mask)
8304    For all integer non-div operations.  */
8305 (for op (plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
8306          lshift rshift)
8307  (simplify
8308   (op (vec_perm @0 @0 @2) (vec_perm @1 @1 @2))
8309    (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
8310     (vec_perm (op@3 @0 @1) @3 @2))))
8312 /* Similar for float arithmetic when permutation constant covers
8313    all vector elements.  */
8314 (for op (plus minus mult)
8315  (simplify
8316   (op (vec_perm @0 @0 VECTOR_CST@2) (vec_perm @1 @1 VECTOR_CST@2))
8317    (if (VECTOR_FLOAT_TYPE_P (type)
8318         && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type).is_constant ())
8319     (with
8320      {
8321        tree perm_cst = @2;
8322        vec_perm_builder builder;
8323        bool full_perm_p = false;
8324        if (tree_to_vec_perm_builder (&builder, perm_cst))
8325          {
8326            unsigned HOST_WIDE_INT nelts;
8328            nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type).to_constant ();
8329            /* Create a vec_perm_indices for the VECTOR_CST.  */
8330            vec_perm_indices sel (builder, 1, nelts);
8332            /* Check if perm indices covers all vector elements.  */
8333            if (sel.encoding ().encoded_full_vector_p ())
8334              {
8335                auto_sbitmap seen (nelts);
8336                bitmap_clear (seen);
8338                unsigned HOST_WIDE_INT count = 0, i;
8340                for (i = 0; i < nelts; i++)
8341                  {
8342                    if (!bitmap_set_bit (seen, sel[i].to_constant ()))
8343                     break;
8344                    count++;
8345                  }
8346                full_perm_p = count == nelts;
8347              }
8348          }
8349       }
8350       (if (full_perm_p)
8351         (vec_perm (op@3 @0 @1) @3 @2))))))