Fix build on sparc64-linux-gnu.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobd47249a505e6827d1a3b277fb9360db33cb91e16
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2018 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    tree_expr_nonzero_p
35    integer_valued_real_p
36    integer_pow2p
37    HONOR_NANS)
39 /* Operator lists.  */
40 (define_operator_list tcc_comparison
41   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
42 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
43   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
44 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
45   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
46 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
47   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
48 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
49 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
51 #include "cfn-operators.pd"
53 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
54    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
55    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
57    Also define operand lists:
59      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
60      X<FN> for all double functions, in the same order
61      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
62 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
63   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
64                                  BUILT_IN_L##FN##F \
65                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
66   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
67                               BUILT_IN_L##FN \
68                               BUILT_IN_LL##FN) \
69   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
70                                  BUILT_IN_L##FN##L \
71                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
78 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
79 (define_operator_list UNCOND_BINARY
80   plus minus
81   mult trunc_div trunc_mod rdiv
82   min max
83   bit_and bit_ior bit_xor)
84 (define_operator_list COND_BINARY
85   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
86   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
87   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
88   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR)
90 /* Same for ternary operations.  */
91 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
92   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
93 (define_operator_list COND_TERNARY
94   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
96 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
97    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
98 (match (nop_convert @0)
99  (convert @0)
100  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
101 (match (nop_convert @0)
102  (view_convert @0)
103  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
104       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
105                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
106       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
107 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
108 (match (nop_convert @0)
109  @0)
111 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
112    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
113    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
114 (simplify (abs (convert @0))
115  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
116       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
117       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
118   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
119    (convert (absu:utype @0)))))
122 /* Simplifications of operations with one constant operand and
123    simplifications to constants or single values.  */
125 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
126   (simplify
127     (op @0 integer_zerop)
128     (non_lvalue @0)))
130 /* 0 +p index -> (type)index */
131 (simplify
132  (pointer_plus integer_zerop @1)
133  (non_lvalue (convert @1)))
135 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
136 (simplify
137  (pointer_diff @0 integer_zerop)
138  (convert @0))
140 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
141    Likewise if the operands are reversed.  */
142 (simplify
143  (plus:c @0 real_zerop@1)
144  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
145   (non_lvalue @0)))
147 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
148 (simplify
149  (minus @0 real_zerop@1)
150  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
151   (non_lvalue @0)))
153 /* Simplify x - x.
154    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
155    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
156    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
157    is volatile.  */
158 (simplify
159  (minus @0 @0)
160  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
161   { build_zero_cst (type); }))
162 (simplify
163  (pointer_diff @@0 @0)
164  { build_zero_cst (type); })
166 (simplify
167  (mult @0 integer_zerop@1)
168  @1)
170 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
171    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
172    same in modes with signed zeros, since multiplying a
173    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
174 (simplify
175  (mult @0 real_zerop@1)
176  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
177   @1))
179 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
180    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
181 (simplify
182  (mult @0 real_onep)
183  (if (!HONOR_SNANS (type)
184       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
185           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
186   (non_lvalue @0)))
188 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
189 (simplify
190  (mult @0 real_minus_onep)
191   (if (!HONOR_SNANS (type)
192        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
193            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
194    (negate @0)))
196 (for cmp (gt ge lt le)
197      outp (convert convert negate negate)
198      outn (negate negate convert convert)
199  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
200  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
201  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
202  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
203  (simplify
204   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
205   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
206        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
207    (switch
208     (if (types_match (type, float_type_node))
209      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
210     (if (types_match (type, double_type_node))
211      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
212     (if (types_match (type, long_double_type_node))
213      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
214  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
215  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
216  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
217  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
218  (simplify
219   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
220   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
221        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
222    (switch
223     (if (types_match (type, float_type_node))
224      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
225     (if (types_match (type, double_type_node))
226      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
227     (if (types_match (type, long_double_type_node))
228      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
230 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
231 (simplify
232  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
233  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
234   (abs @0)))
236 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
237 (simplify
238  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
239  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
240   (negate (abs @0))))
242 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
243 (simplify
244  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
245  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
246   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
248 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
249 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
250   (simplify
251     (op @0 integer_onep)
252     (non_lvalue @0)))
254 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
255    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
256    toward zero.
257    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
258 (simplify
259  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
260  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
261       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
262           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
263           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
264   (rshift @0 @2)))
266 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
267    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
268    traps enables better optimizations than these anyway.  */
269 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
270  /* 0 / X is always zero.  */
271  (simplify
272   (div integer_zerop@0 @1)
273   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
274   (if (!integer_zerop (@1))
275    @0))
276   /* X / -1 is -X.  */
277  (simplify
278    (div @0 integer_minus_onep@1)
279    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
280     (negate @0)))
281  /* X / X is one.  */
282  (simplify
283   (div @0 @0)
284   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
285      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
286   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
287    { build_one_cst (type); }))
288  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
289  (simplify
290    (div:C @0 (abs @0))
291    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
292         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
293     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
294           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
295  /* X / -X is -1.  */
296  (simplify
297    (div:C @0 (negate @0))
298    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
299         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
300     { build_minus_one_cst (type); })))
302 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
303    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
304 (simplify
305  (floor_div @0 @1)
306  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
307       && TYPE_UNSIGNED (type))
308   (trunc_div @0 @1)))
310 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
311    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
312 (for div (trunc_div exact_div)
313  (simplify
314   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
315   (with {
316     wi::overflow_type overflow;
317     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
318                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
319    }
320    (if (!overflow)
321     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
322     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
323          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
324      { build_zero_cst (type); })))))
326 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
327    overflow is different.  */
328 (simplify
329  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
330  (with {
331    wi::overflow_type overflow;
332    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
333                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
334   }
335   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
336      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
337   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
338    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
340 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
341    NaNs or Infinities.  */
342 (simplify
343  (rdiv @0 @0)
344  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
345       && ! HONOR_NANS (type)
346       && ! HONOR_INFINITIES (type))
347   { build_one_cst (type); }))
349 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
350    NaNs or Infinities.  */
351 (simplify
352  (rdiv:C @0 (negate @0))
353  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
354       && ! HONOR_NANS (type)
355       && ! HONOR_INFINITIES (type))
356   { build_minus_one_cst (type); }))
358 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
359 (simplify
360  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
361   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
362        && ! HONOR_NANS (type)
363        && ! HONOR_INFINITIES (type))
364    (switch
365     (if (types_match (type, float_type_node))
366      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
367     (if (types_match (type, double_type_node))
368      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
369     (if (types_match (type, long_double_type_node))
370      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
372 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
373 (simplify
374  (rdiv @0 real_onep)
375  (if (!HONOR_SNANS (type))
376   (non_lvalue @0)))
378 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
379 (simplify
380  (rdiv @0 real_minus_onep)
381  (if (!HONOR_SNANS (type))
382   (negate @0)))
384 (if (flag_reciprocal_math)
385  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
386  (simplify
387   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
388   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
390  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
391  (simplify
392   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
393   (with
394    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
395    (if (tem)
396     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
398  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
399  (simplify
400   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
401    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
403 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
404 (simplify
405  (rdiv @0 (negate @1))
406  (rdiv (negate @0) @1))
408 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
409 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
410  (simplify
411   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
412   (if (integer_pow2p (@2)
413        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
414        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
415        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
416    (rshift (convert @0)
417            { build_int_cst (integer_type_node,
418                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
420 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
421    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
422    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
423    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
424    tell if it is or not in a portable manner.  */
425 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
426  (simplify
427   (rdiv @0 cst@1)
428   (if (optimize)
429    (if (flag_reciprocal_math
430         && !real_zerop (@1))
431     (with
432      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
433      (if (tem)
434       (mult @0 { tem; } )))
435     (if (cst != COMPLEX_CST)
436      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
437       (if (inverse)
438        (mult @0 { inverse; } ))))))))
440 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
441  /* 0 % X is always zero.  */
442  (simplify
443   (mod integer_zerop@0 @1)
444   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
445   (if (!integer_zerop (@1))
446    @0))
447  /* X % 1 is always zero.  */
448  (simplify
449   (mod @0 integer_onep)
450   { build_zero_cst (type); })
451  /* X % -1 is zero.  */
452  (simplify
453   (mod @0 integer_minus_onep@1)
454   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
455    { build_zero_cst (type); }))
456  /* X % X is zero.  */
457  (simplify
458   (mod @0 @0)
459   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
460   (if (!integer_zerop (@0))
461    { build_zero_cst (type); }))
462  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
463  (simplify
464   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
465   @2)
466  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
467  (simplify
468   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
469   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
470        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
471        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
472                              TYPE_SIGN (type)))
473    { build_zero_cst (type); }))
474  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
475     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
476  (for cmp (eq ne)
477   (simplify
478    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
479    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
480     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
481      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
483 /* X % -C is the same as X % C.  */
484 (simplify
485  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
486   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
487        && !TREE_OVERFLOW (@1)
488        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
489        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
490        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
491        && !sign_bit_p (@1, @1))
492    (trunc_mod @0 (negate @1))))
494 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
495 (simplify
496  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
497  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
498       && !TYPE_UNSIGNED (type)
499       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
500       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
501       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
502          Y might be -1, because we would then change valid
503          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
504       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
505           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
506                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
507   (trunc_mod @0 (convert @1))))
509 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
510 (simplify
511  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
512  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
513   (convert (trunc_mod @0 @1))))
515 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
516    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
517    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
518    to A & ((C << N) - 1).  */
519 (match (power_of_two_cand @1)
520  INTEGER_CST@1)
521 (match (power_of_two_cand @1)
522  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
523 (for mod (trunc_mod floor_mod)
524  (simplify
525   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
526   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
527         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
528         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
529         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
530    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
532 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
533 (simplify
534  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
535  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
536   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
537                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
538                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
539                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
541 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
542 (simplify
543  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
544  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
545   (bit_and @0 (negate @1))))
547 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
548 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
549  (simplify
550   (div (mult:c @0 @1) @1)
551   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
552        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
553    @0)))
555 (for op (negate abs)
556  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
557  (for coss (COS COSH)
558   (simplify
559    (coss (op @0))
560     (coss @0)))
561  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
562  (for pows (POW)
563   (simplify
564    (pows (op @0) REAL_CST@1)
565    (with { HOST_WIDE_INT n; }
566     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
567      (pows @0 @1)))))
568  /* Likewise for powi.  */
569  (for pows (POWI)
570   (simplify
571    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
572    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
573     (pows @0 @1))))
574  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
575  (for hypots (HYPOT)
576   (simplify
577    (hypots (op @0) @1)
578    (hypots @0 @1))
579   (simplify
580    (hypots @0 (op @1))
581    (hypots @0 @1)))
582  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
583  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
584   (simplify
585    (copysigns (op @0) @1)
586    (copysigns @0 @1))))
588 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
589 (simplify
590  (mult (abs@1 @0) @1)
591  (mult @0 @0))
593 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
594 (simplify
595  (mult (absu@1 @0) @1)
596  (mult (convert@2 @0) @2))
598 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
599 (for coss (COS COSH)
600      copysigns (COPYSIGN)
601  (simplify
602   (coss (copysigns @0 @1))
603    (coss @0)))
605 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
606 (for pows (POW)
607      copysigns (COPYSIGN)
608  (simplify
609   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
610   (with { HOST_WIDE_INT n; }
611    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
612     (pows @0 @1)))))
613 /* Likewise for powi.  */
614 (for pows (POWI)
615      copysigns (COPYSIGN)
616  (simplify
617   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
618   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
619    (pows @0 @1))))
621 (for hypots (HYPOT)
622      copysigns (COPYSIGN)
623  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
624  (simplify
625   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
626   (hypots @0 @2))
627  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
628  (simplify
629   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
630   (hypots @0 @1)))
632 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
633 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
634  (simplify
635   (copysigns @0 REAL_CST@1)
636   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
637    (negate (abs @0))
638    (abs @0))))
640 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
641 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
642  (simplify
643   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
644   (copysigns @0 @2)))
646 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
647 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
648  (simplify
649   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
650   (mult @0 @0)))
652 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
653 (for ccoss (CCOS CCOSH)
654  (simplify
655   (ccoss (negate @0))
656    (ccoss @0)))
658 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
659 (for ops (conj negate)
660  (for cabss (CABS)
661   (simplify
662    (cabss (ops @0))
663    (cabss @0))))
665 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
666 (simplify
667  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
668   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
669        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
670    (lshift @0 @2)))
672 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
673    into ((1 << C) >> x). */
674 (simplify
675  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
676   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
677        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
678        && single_use (@1))
679    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
680      (rshift (lshift @0 @2) @3)
681    (with
682     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
683     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
685 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
686 (simplify
687  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
688   (if (flag_associative_math
689        && single_use (@3))
690    (with
691     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
692     (if (tem)
693      (rdiv { tem; } @1)))))
695 /* Simplify ~X & X as zero.  */
696 (simplify
697  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
698   { build_zero_cst (type); })
700 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
701 (simplify
702   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
703   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
704     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
706 (for bitop (bit_and bit_ior)
707      cmp (eq ne)
708  /* PR35691: Transform
709     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
710     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
711  (simplify
712   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
713    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
714         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
715         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
716     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
717  /* Transform:
718     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
719     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
720  (simplify
721   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
722    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
723         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
724         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
725     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
727 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
728 (simplify
729  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
730   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
731 (simplify
732  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
733  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
734   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
736 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
737 (simplify
738  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
739   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
741 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
742 (for op (bit_ior bit_xor plus)
743  (simplify
744   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
745    (bit_xor @0 @1))
746  (simplify
747   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
748   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
749    (bit_xor @0 @1))))
751 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
752 (simplify
753   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
754   (bit_ior @0 @1))
756 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
757 (simplify
758  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
759  @2)
761 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
762 (simplify
763  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
764  (bit_not (bit_and @0 @1)))
766 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
767 (simplify
768  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
769  (bit_and @0 @1))
771 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
772 (simplify
773  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
774  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
776 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
777 (for op (bit_and bit_xor)
778  (simplify
779   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
780   @2))
782 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
783 (simplify
784  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
785  @2)
787 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
788 (simplify
789  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
790  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
792 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
793 (simplify
794  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
795  (bit_and @0 (bit_not @1)))
797 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
798 #if GIMPLE
799 (simplify
800  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
801  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
802       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
803   (bit_xor @0 @1)))
804 #endif
806 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
807    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
808    Similarly if (N & M) == 0,
809    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
810    and for - instead of + (or unary - instead of +)
811    and/or ^ instead of |.
812    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
813 (for op (plus minus)
814  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
815   (simplify
816    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
817     (with
818      { tree pmop[2];
819        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
820                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
821                                        NULL_TREE, pmop); }
822      (if (utype)
823       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
824                             (convert:utype { pmop[1]; }))
825                         (convert:utype @2))))))
826   (simplify
827    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
828     (with
829      { tree pmop[2];
830        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
831                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
832                                        @4, pmop); }
833      (if (utype)
834       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
835                             (convert:utype { pmop[1]; }))
836                         (convert:utype @2)))))))
837  (simplify
838   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
839    (with
840     { tree pmop[2];
841       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
842                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
843                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
844     (if (utype)
845      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
846                            (convert:utype { pmop[1]; }))
847                        (convert:utype @2)))))))
848 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
849  (simplify
850   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
851    (with
852     { tree pmop[2];
853       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
854                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
855                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
856     (if (utype)
857      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
858                        (convert:utype @1)))))))
860 /* X % Y is smaller than Y.  */
861 (for cmp (lt ge)
862  (simplify
863   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
864   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
865    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
866 (for cmp (gt le)
867  (simplify
868   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
869   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
870    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
872 /* x | ~0 -> ~0  */
873 (simplify
874  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
875  @1)
877 /* x | 0 -> x  */
878 (simplify
879  (bit_ior @0 integer_zerop)
880  @0)
882 /* x & 0 -> 0  */
883 (simplify
884  (bit_and @0 integer_zerop@1)
885  @1)
887 /* ~x | x -> -1 */
888 /* ~x ^ x -> -1 */
889 /* ~x + x -> -1 */
890 (for op (bit_ior bit_xor plus)
891  (simplify
892   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
893   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
895 /* x ^ x -> 0 */
896 (simplify
897   (bit_xor @0 @0)
898   { build_zero_cst (type); })
900 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
901 (simplify
902   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
903   (bit_not @0))
905 /* x & ~0 -> x  */
906 (simplify
907  (bit_and @0 integer_all_onesp)
908   (non_lvalue @0))
910 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
911 (for bitop (bit_and bit_ior)
912  (simplify
913   (bitop @0 @0)
914   (non_lvalue @0)))
916 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
917 #if GIMPLE
918 (simplify
919  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
920  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
921       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
922   @0))
923 #endif
925 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
926 (simplify
927  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
928  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
930 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
931 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
932 (for bitop (bit_and bit_ior)
933  (simplify
934   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
935   (bitop @0 (bit_not @1))))
937 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
938 (simplify
939  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
940  @2)
942 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
943 (simplify
944  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
945  (bit_not @0))
947 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
948 (simplify
949  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
950  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
952 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
953 (simplify
954  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
955  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
957 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
958 (simplify
959  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
960  (bit_not (bit_and @0 @1)))
962 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
963 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
964 (for bitop (bit_and bit_ior)
965      rbitop (bit_ior bit_and)
966  (simplify
967   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
968   (bitop @1 @2)))
970 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
971 (simplify
972  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
973  (bit_xor @0 @1))
975 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
976 (simplify
977  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
978  (bit_and @0 @1))
980 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
981 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
982 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
983 (for op (plus bit_ior bit_xor)
984  (simplify
985   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
986   (bit_ior @0 @1)))
988 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
989 (simplify
990  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
991  (plus @0 @1))
993 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
994 (simplify
995  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
996  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
997       && !TYPE_SATURATING (type))
998   (bit_and @0 @1)))
1000 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1001 (simplify
1002  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1003  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1004       && !TYPE_SATURATING (type))
1005   (bit_ior @0 @1)))
1007 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1008 (simplify
1009  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1010  (bit_and @0 @1))
1012 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1013 (simplify
1014  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1015  (bit_xor @0 @1))
1017 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1018 (simplify
1019  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1020  (bit_xor @0 @1))
1022 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1023 (simplify
1024  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1025  (bit_and @0 @1))
1027 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1028 (simplify
1029  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1030  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1032 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1033 (simplify
1034  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1035  (bit_xor @0 @1))
1037 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1038    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1039 (for op (bit_and bit_ior)
1040      rop (bit_ior bit_and)
1041  (simplify
1042   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1043   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1044        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1045    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1047 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1048    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1049    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1050    simplifications.  */
1051 (for op (bit_xor plus)
1052  (simplify
1053   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1054       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1055   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1056        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1057        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1058    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1060 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1061 (simplify
1062  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1063  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1064   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1066 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1067 (simplify
1068  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1069  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1070       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1071   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1073 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1074 (simplify
1075  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1076  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1077   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1079 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1080 (for opo (bit_and bit_xor)
1081      opi (bit_xor bit_and)
1082  (simplify
1083   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1084   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1086 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1087    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1088    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1089    constants are involved.  For example, convert
1090      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1091    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1092 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1093      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1094  (simplify
1095   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1096   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1097        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1098    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1100 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1101 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1102    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1103 (for op (bit_and bit_ior)
1104  (simplify
1105   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1106   @2))
1107 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1108 (simplify
1109  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1110  (convert @0))
1111 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1112    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1113 (for op (bit_and bit_ior)
1114  (simplify
1115   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1116   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1117        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1118    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1119     (op @3 (convert @2))
1120     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1121      (op (convert @1) @5))))))
1122 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1123 (simplify
1124  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1125  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1126       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1127   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1129 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1130    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1131 (simplify
1132  (abs (abs@1 @0))
1133  @1)
1135 (simplify
1136  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1137  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1138   @1))
1140 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1141 (simplify
1142  (abs (negate @0))
1143  (abs @0))
1145 (simplify
1146  (absu (negate @0))
1147  (absu @0))
1149 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1150 (simplify
1151  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1152  @0)
1154 (simplify
1155  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1156  (convert @0))
1158 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1159 (match negate_expr_p
1160  INTEGER_CST
1161  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1162        && TYPE_UNSIGNED (type))
1163       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1164           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1165 (match negate_expr_p
1166  FIXED_CST)
1167 (match negate_expr_p
1168  (negate @0)
1169  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1170 (match negate_expr_p
1171  REAL_CST
1172  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1173 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1174    ways.  */
1175 (match negate_expr_p
1176  VECTOR_CST
1177  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1178 (match negate_expr_p
1179  (minus @0 @1)
1180  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1181       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1182           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1183           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1185 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1186 (simplify
1187  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1188   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1189        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1190    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1192 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1193 (simplify
1194  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1195  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1196       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1197   (minus (negate @1) @0)))
1199 /* -(A - B) -> B - A.  */
1200 (simplify
1201  (negate (minus @0 @1))
1202  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1203       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1204           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1205           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1206   (minus @1 @0)))
1207 (simplify
1208  (negate (pointer_diff @0 @1))
1209  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1210   (pointer_diff @1 @0)))
1212 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1213 (simplify
1214  (minus @0 negate_expr_p@1)
1215  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1216  (plus @0 (negate @1))))
1218 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1219    when profitable.
1220    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1221    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1222    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1223    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1224 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1225  (simplify
1226   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1227   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1228          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1229          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1230         || types_match (@0, @1))
1231        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1232           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1233           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1234           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1235           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1236        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1237        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1238               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1239            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1240            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1241               mode.  */
1242            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1243            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1244               of its mode.  */
1245            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1246    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1248 (for bitop (bit_and bit_ior)
1249      rbitop (bit_ior bit_and)
1250   /* (x | y) & x -> x */
1251   /* (x & y) | x -> x */
1252  (simplify
1253   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1254   @0)
1255  /* (~x | y) & x -> x & y */
1256  /* (~x & y) | x -> x | y */
1257  (simplify
1258   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1259   (bitop @0 @1)))
1261 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1262 (simplify
1263   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1264   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1266 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1267 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1268  (simplify
1269   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1270   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1271    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1272       folded to a constant.  */
1273    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1274    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1275       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1276       the values involved are such that the operation can't be decided at
1277       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1278       that combination can be decided at compile time.
1280       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1281       oscillation.  */
1282    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1283     (if (cst1)
1284      (bitop @1 { cst1; })
1285      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1286       (if (cst2)
1287        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1289 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1290    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1291 (match truth_valued_p
1292  @0
1293  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1294 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1295  (match truth_valued_p
1296   (op @0 @1)))
1297 (match truth_valued_p
1298   (truth_not @0))
1300 (match (logical_inverted_value @0)
1301  (truth_not @0))
1302 (match (logical_inverted_value @0)
1303  (bit_not truth_valued_p@0))
1304 (match (logical_inverted_value @0)
1305  (eq @0 integer_zerop))
1306 (match (logical_inverted_value @0)
1307  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1308 (match (logical_inverted_value @0)
1309  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1311 /* X & !X -> 0.  */
1312 (simplify
1313  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1314  { build_zero_cst (type); })
1315 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1316 (for op (bit_ior bit_xor)
1317  (simplify
1318   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1319   { constant_boolean_node (true, type); }))
1320 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1321 (for op (eq ne)
1322  (simplify
1323   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1324   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1326 /* ~~x -> x */
1327 (simplify
1328   (bit_not (bit_not @0))
1329   @0)
1331 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1332 (simplify
1333  (bit_not (convert? (negate @0)))
1334  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1335       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1336   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1338 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1339 (simplify
1340  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1341  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1343 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1344 (simplify
1345  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1346  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1347       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1348   (convert (negate @0))))
1349 (simplify
1350  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1351  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1352       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1353   (convert (negate @0))))
1355 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1356 (simplify
1357  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1358  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1359   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1360 (simplify
1361  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1362  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1363   (convert (bit_xor @0 @1))))
1365 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1366 (simplify
1367  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1368  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1369   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1371 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1372 (simplify
1373  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1374  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1376 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1377 (simplify
1378  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1379  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1380       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1381   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1383 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1384 (for cmp (gt lt ge le)
1385 (simplify
1386  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1387   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1389 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1390    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1391 (for cmp (eq ne)
1392  (simplify
1393   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1394   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1395        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1396        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1397    (cmp @0 @2))))
1399 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1400    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1401 (for cmp (eq ne)
1402  (simplify
1403   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1404   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1405        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1406        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1407    (cmp @0 @2))))
1409 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1410    x * C RELOP y * C into:
1412    x RELOP y for nonnegative C
1413    y RELOP x for negative C  */
1414 (for cmp (lt gt le ge)
1415  (simplify
1416   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1417   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1418        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1419    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1420     (cmp @0 @2)
1421    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1422         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1423     (cmp @2 @0))))))
1425 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1426 (for cmp (le gt)
1427      icmp (gt le)
1428  (simplify
1429   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1430    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1431         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1432         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1433         && (wi::to_wide (@2)
1434             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1435     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1436      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1438 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1439 (for cmp (simple_comparison)
1440  (simplify
1441   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1442   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1443    (cmp @0 @1))))
1445 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1446 (for cmp (simple_comparison)
1447  (simplify
1448   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1449   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1450        && integer_nonzerop (@1)
1451        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1452        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1453    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1454            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1455                                                    &neg_overflow); }
1456     (switch
1457      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1458        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1459         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1460         (if (code == LT_EXPR)
1461          (lt @0 { lo; })
1462          (ge @0 { lo; }))))
1463      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1464        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1465         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1466         (if (code == LE_EXPR)
1467          (le @0 { hi; })
1468          (gt @0 { hi; }))))
1469      (if (!lo && !hi)
1470       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1471      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1472       (ge @0 { lo; }))
1473      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1474       (le @0 { hi; }))
1475      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1476       (lt @0 { lo; }))
1477      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1478       (gt @0 { hi; }))
1479      (if (GENERIC)
1480       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1481                            lo, hi); })
1482      (with
1483       {
1484         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1485         if (etype)
1486           {
1487             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1488               etype = unsigned_type_for (etype);
1489             hi = fold_convert (etype, hi);
1490             lo = fold_convert (etype, lo);
1491             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1492           }
1493       }
1494       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1495        (if (code == EQ_EXPR)
1496         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1497         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1499 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1500 (for op (lt le ge gt)
1501  (simplify
1502   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1503   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1504        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1505    (op @0 @1))))
1506 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1507 (for op (eq ne minus)
1508  (simplify
1509   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1510   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1511        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1512            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1513    (op @0 @1))))
1515 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1516 (for op (lt le ge gt)
1517  (simplify
1518   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1519   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1520        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1521    (op @0 @1))))
1522 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1523 (for op (eq ne minus)
1524  (simplify
1525   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1526   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1527        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1528            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1529    (op @0 @1))))
1530 /* And for pointers...  */
1531 (for op (simple_comparison)
1532  (simplify
1533   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1534   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1535    (op @0 @1))))
1536 (simplify
1537  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1538  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1539       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1540   (pointer_diff @0 @1)))
1542 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1543 (for op (lt le ge gt)
1544  (simplify
1545   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1546   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1547        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1548    (op @1 @0))))
1549 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1550 (for op (eq ne minus)
1551  (simplify
1552   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1553   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1554        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1555            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1556    (op @1 @0))))
1557 /* And for pointers...  */
1558 (for op (simple_comparison)
1559  (simplify
1560   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1561   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1562    (op @1 @0))))
1563 (simplify
1564  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1565  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1566       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1567   (pointer_diff @1 @0)))
1569 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1570 (for op (lt le gt ge)
1571  (simplify
1572   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1573   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1574        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1575        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1576        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1577    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1578 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1579 (for op (eq ne)
1580  (simplify
1581   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1582   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1583        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1584            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1585        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1586        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1587        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1588    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1589  (simplify
1590   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1591   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1592        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1593        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1594    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1596 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1597    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1598 (for op (simple_comparison)
1599  (simplify
1600   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1601   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1602        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1603            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1604                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1605        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1606    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1608 /* Transform:
1609    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1610    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1611 (for cmp (eq ne)
1612      ocmp (lt ge)
1613  (simplify
1614   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1615   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1616        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1617        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1618        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1619    (ocmp @0 @1))))
1621 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1622 (for cmp (eq ne)
1623  (simplify
1624   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1625   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1626    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1628 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1629    possibly set.  */
1630 (match with_possible_nonzero_bits
1631  INTEGER_CST@0)
1632 (match with_possible_nonzero_bits
1633  SSA_NAME@0
1634  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1635 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1636 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1637  with_possible_nonzero_bits@0)
1638 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1639  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1641 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1642    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1643 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1644  INTEGER_CST@0)
1645 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1646  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1648 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1649 (for cmp (eq ne)
1650  (simplify
1651   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1652   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1653    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1655 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1656    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1657    zero throughout its computed value range,
1658    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1659    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1660    and 0's otherwise.
1661    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1662    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1663    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1665 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1666      outer_op (bit_xor bit_ior)
1667 (simplify
1668  (outer_op
1669   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1670  (with
1671   {
1672     bool fail = false;
1673     wide_int zero_mask_not;
1674     wide_int C0;
1675     wide_int cst_emit;
1677     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1678       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1679     else
1680       fail = true;
1682     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1683       {
1684         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1685         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1686       }
1687     else
1688       {
1689         C0 = wi::to_wide (@0);
1690         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1691       }
1692   }
1693   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1694    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1695    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1696     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1698 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1699 (simplify
1700   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1701   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1703 /* Pattern match
1704      tem1 = (long) ptr1;
1705      tem2 = (long) ptr2;
1706      tem3 = tem2 - tem1;
1707      tem4 = (unsigned long) tem3;
1708      tem5 = ptr1 + tem4;
1709    and produce
1710      tem5 = ptr2;  */
1711 (simplify
1712   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1713   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1714   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1715        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1716             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1717    @1))
1718 (simplify
1719   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1720   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1721    (convert @1)))
1723 /* Pattern match
1724      tem = (sizetype) ptr;
1725      tem = tem & algn;
1726      tem = -tem;
1727      ... = ptr p+ tem;
1728    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1729      ... = ptr & ~algn;  */
1730 (simplify
1731   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1732   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1733    (bit_and @0 { algn; })))
1735 /* Try folding difference of addresses.  */
1736 (simplify
1737  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1738  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1739   (with { poly_int64 diff; }
1740    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1741     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1742 (simplify
1743  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1744  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1745   (with { poly_int64 diff; }
1746    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1747     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1748 (simplify
1749  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1750  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1751       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1752   (with { poly_int64 diff; }
1753    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1754     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1755 (simplify
1756  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1757  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1758       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1759   (with { poly_int64 diff; }
1760    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1761     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1763 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1764    be able to fold this expression using the object or function's
1765    alignment.  */
1766 (simplify
1767  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1768  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1769       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1770   (with
1771    {
1772      unsigned int align;
1773      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1774      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1775    }
1776    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1777     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1778                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1781 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1782 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1784  /* Contract negates.  */
1785  /* A + (-B) -> A - B */
1786  (simplify
1787   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1788   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1789   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1790        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1791    (with
1792     {
1793      tree t1 = type;
1794      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1795          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1796        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1797     }
1798     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1799  /* A - (-B) -> A + B */
1800  (simplify
1801   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1802   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1803        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1804    (with
1805     {
1806      tree t1 = type;
1807      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1808          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1809        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1810     }
1811     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1812  /* -(T)(-A) -> (T)A
1813     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1814     happen without overflow.  */
1815  (simplify
1816   (negate (convert (negate @1)))
1817   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1818        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1819            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1820                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1821        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1822        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1823    (convert @1)))
1824  (simplify
1825   (negate (convert negate_expr_p@1))
1826   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1827        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1828             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1829             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1830            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1831    (convert (negate @1))))
1832  (simplify
1833   (negate (nop_convert (negate @1)))
1834   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1835        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1836    (view_convert @1)))
1838  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1839     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1840  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1841       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1843   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1844      irrespective of overflow issues.  */
1845   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1846   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1847   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1848   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1849   (simplify
1850     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1851     @1)
1852   (simplify
1853     (minus (minus @0 @1) @0)
1854     (negate @1))
1855   (simplify
1856     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1857     @0)
1858   (simplify
1859    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1860    (negate @1))
1861   (simplify
1862    (minus @0 (minus @0 @1))
1863    @1)
1864   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1865   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1866   /* More cases are handled with comparisons.  */
1867   (simplify
1868    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1869    (plus @2 @1))
1870   (simplify
1871    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1872    (minus @2 @1))
1873   (simplify
1874    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1875    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1876         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1877     (pointer_diff @2 @1)))
1878   (simplify
1879    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1880    (plus @1 @2))
1882   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1883      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1884      scalars.  */
1885   (for outer_op (plus minus)
1886    (for inner_op (plus minus)
1887         neg_inner_op (minus plus)
1888     (simplify
1889      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1890                CONSTANT_CLASS_P@2)
1891      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1892      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1893       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
1894          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
1895       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1896        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1897         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1898         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
1899       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1900            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1901        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1902         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1903         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1904        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1905           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1906           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1907        (if (types_match (type, @0))
1908         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1909                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1910                                         type, @1, @2); }
1911          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1912           (inner_op @0 { cst; } )
1913           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1914           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1915                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1916            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
1917            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1918            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1919             (if (utype)
1920              (view_convert (inner_op
1921                             (view_convert:utype @0)
1922                             (view_convert:utype
1923                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
1925   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1926   (for outer_op (plus minus)
1927    (simplify
1928     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1929     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1930      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1931       (minus { cst; } @0)))))
1933   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1934   (simplify
1935    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1936    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1937     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1938      (plus { cst; } @0))))
1940   /* ~A + A -> -1 */
1941   (simplify
1942    (plus:c (bit_not @0) @0)
1943    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1944     { build_all_ones_cst (type); }))
1946   /* ~A + 1 -> -A */
1947   (simplify
1948    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1949    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1950     (negate (convert @0))))
1952   /* -A - 1 -> ~A */
1953   (simplify
1954    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1955    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1956         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1957     (bit_not (convert @0))))
1959   /* -1 - A -> ~A */
1960   (simplify
1961    (minus integer_all_onesp @0)
1962    (bit_not @0))
1964   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1965   (simplify
1966    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1967     (convert? @0))
1968    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1969         /* For integer types, if A has a smaller type
1970            than T the result depends on the possible
1971            overflow in P + A.
1972            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1973            However, if an overflow in P + A would cause
1974            undefined behavior, we can assume that there
1975            is no overflow.  */
1976         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1977             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1978     (convert @1)))
1979   (simplify
1980    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1981     (convert @0))
1982    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1983         /* For pointer types, if the conversion of A to the
1984            final type requires a sign- or zero-extension,
1985            then we have to punt - it is not defined which
1986            one is correct.  */
1987         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1988             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1989             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1990     (convert @1)))
1991    (simplify
1992     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
1993     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1994        thus sign-extended if necessary.  */
1995     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1996      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1997         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1998         we don't want to diagnose overflow here.  */
1999      (convert (view_convert:stype @1))))
2001   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2002   (simplify
2003    (minus (convert? @0)
2004     (convert (plus:c @@0 @1)))
2005    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2006         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2007         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2008     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2009      (convert (negate (convert:utype @1))))
2010     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2011          /* For integer types, if A has a smaller type
2012             than T the result depends on the possible
2013             overflow in P + A.
2014             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2015             However, if an overflow in P + A would cause
2016             undefined behavior, we can assume that there
2017             is no overflow.  */
2018          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2019              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2020      (negate (convert @1)))))
2021   (simplify
2022    (minus (convert @0)
2023     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2024    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2025         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2026         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2027     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2028      (convert (negate (convert:utype @1))))
2029     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2030          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2031             final type requires a sign- or zero-extension,
2032             then we have to punt - it is not defined which
2033             one is correct.  */
2034          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2035              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2036              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2037      (negate (convert @1)))))
2038    (simplify
2039     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2040     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2041        thus sign-extended if necessary.  */
2042     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2043      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2044         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2045         we don't want to diagnose overflow here.  */
2046      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2048   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2049   (simplify
2050    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2051     (convert (plus:c @0 @2)))
2052    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2053         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2054         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2055         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2056     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2057      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2058     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2059           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2060          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2061              /* For integer types, if A has a smaller type
2062                 than T the result depends on the possible
2063                 overflow in P + A.
2064                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2065                 However, if an overflow in P + A would cause
2066                 undefined behavior, we can assume that there
2067                 is no overflow.  */
2068              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2069                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2070                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2071                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2072      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2073   (simplify
2074    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2075     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2076    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2077         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2078         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2079     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2080      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2081     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2082          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2083             final type requires a sign- or zero-extension,
2084             then we have to punt - it is not defined which
2085             one is correct.  */
2086          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2087              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2088              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2089              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2090              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2091      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2092    (simplify
2093     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2094     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2095        thus sign-extended if necessary.  */
2096     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2097      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2098         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2099         we don't want to diagnose overflow here.  */
2100      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2101             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2103 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2104     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2105 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2106      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2107  (for plusminus (plus minus)
2108   (simplify
2109    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2110    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2111          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2112          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2113              && tree_expr_nonzero_p (@0)
2114              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2115         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2116            original operand (but not on both).  */
2117         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
2118     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
2119   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2120   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2121    (simplify
2122     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2123     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2124           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2125           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2126               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2127               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2128          && single_use (@3))
2129      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2130    (simplify
2131     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2132     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2133           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2134           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2135               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2136               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2137          && single_use (@3))
2138      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2140 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2142 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2143  (simplify
2144   (minmax @0 @0)
2145   @0))
2146 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2147 (simplify
2148  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2149  @1)
2150 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2151 (simplify
2152  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2153  @1)
2154 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2155 (simplify
2156  (max:c @0 (negate @0))
2157  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2158       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2159           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2160   (abs @0)))
2161 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2162 (simplify
2163  (min:c @0 (negate @0))
2164  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2165       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2166           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2167   (negate (abs @0))))
2168 (simplify
2169  (min @0 @1)
2170  (switch
2171   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2172        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2173        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2174    @1)
2175   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2176        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2177        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2178    @0)))
2179 (simplify
2180  (max @0 @1)
2181  (switch
2182   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2183        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2184        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2185    @1)
2186   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2187        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2188        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2189    @0)))
2191 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2192 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2193 (simplify
2194  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2195   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2196    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2197     @2
2198     @0)))
2200 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2201 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2202 (simplify
2203  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2204   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2205    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2206     @0
2207     @2)))
2209 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2210    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2211 (for minmax (min max)
2212  (simplify
2213   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2214   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2215        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2216        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2217        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2218    (minmax @1 (convert @2)))))
2220 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2221  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2222     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2223  (simplify
2224   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2225   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2226        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2227    @0)))
2228 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2229    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2230    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2231    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2232    worry about it either.  */
2233 (if (flag_finite_math_only)
2234  (simplify
2235   (FMIN_ALL @0 @1)
2236   (min @0 @1))
2237  (simplify
2238   (FMAX_ALL @0 @1)
2239   (max @0 @1)))
2240 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2241 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2242      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2243  (simplify
2244   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2245   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2246        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2247            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2248    (negate (maxmin @0 @1)))))
2249 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2250    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2251 (for minmax (min max)
2252  maxmin (max min)
2253  (simplify
2254   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2255   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2257 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2258 (for minmax (min min max max)
2259      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2260      out    (le  gt  ge  lt )
2261  (simplify
2262   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2263   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2264    (out @0 @1))))
2265 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2266    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2267 (for cmp (eq ne)
2268  (simplify
2269   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2270   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2271                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2272    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2273    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2274                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2275     (cmp @0 @2)))))
2276 (for cmp (eq ne)
2277  (simplify
2278   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2279   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2280                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2281    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2282    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2283                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2284     (cmp @0 @2)))))
2285 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2286 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2287      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2288      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2289  (simplify
2290   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2291   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2293 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2295 (for rotate (lrotate rrotate)
2296  (simplify
2297   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2298   @0))
2300 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2301 (simplify
2302  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2303  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2304       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2305   @0))
2307 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2308 (simplify
2309  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2310  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2311   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2313 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2314    types.  */
2315 (simplify
2316  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2317  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2318       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2319   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2321 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2322  (simplify
2323   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2324   (non_lvalue @0))
2325  (simplify
2326   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2327   @0)
2328  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2329     if vector2 is uniform.  */
2330  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2331   (simplify
2332    (shiftrotate @0 vec@1)
2333    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2334     (if (tem)
2335      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2337 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2338    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2339 #if GIMPLE
2340 (for shift (lshift rshift)
2341  (simplify
2342   (shift @0 SSA_NAME@1)
2343    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2344     (with {
2345       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2346       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2347      }
2348      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2349       @0)))))
2350 #endif
2352 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2353    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2354 (simplify
2355  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2356  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2357                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2358                                            element_precision (type)), @1); }))
2360 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2361 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2362  (simplify
2363   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2364   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2365    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2366         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2367         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2368         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2369     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2370                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2371      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2372         being well defined.  */
2373      (if (low >= prec)
2374       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2375        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2376        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2377         { build_zero_cst (type); }
2378         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2379       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2382 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2383    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2384 (for cmp (ne eq)
2385      icmp (eq ne)
2386  (simplify
2387   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2388   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2390 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2391    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2392    if CST2 != 0.  */
2393 (for cmp (ne eq)
2394  (simplify
2395   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2396   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2397    (if (cand < 0
2398         || (!integer_zerop (@2)
2399             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2400     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2401     (if (!integer_zerop (@2)
2402          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2403      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2405 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2406         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2407    if the new mask might be further optimized.  */
2408 (for shift (lshift rshift)
2409  (simplify
2410   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2411            INTEGER_CST@2)
2412    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2413         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2414         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2415         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2416         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2417     (with
2418      {
2419        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2420        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2421        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2422        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2423        unsigned int prec;
2425        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2426          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2427        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2428                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2429          {
2430            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2431            tree arg00 = @0;
2432            /* See if more bits can be proven as zero because of
2433               zero extension.  */
2434            if (@3 != @0
2435                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2436              {
2437                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2438                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2439                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2440                  {
2441                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2442                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2443                    if (shiftc < prec)
2444                      shift_type = inner_type;
2445                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2446                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2447                       is all ones.  */
2448                  }
2449              }
2450            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2451            if (shiftc < prec)
2452              {
2453                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2454                zerobits <<= prec - shiftc;
2455              }
2456            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2457               can contain actually sign bits, so no transformation is
2458               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2459               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2460            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2461                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2462              {
2463                if ((mask & zerobits) == 0)
2464                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2465                else
2466                  zerobits = 0;
2467              }
2468          }
2469      }
2470      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2471      (if ((mask & zerobits) == mask)
2472       { build_int_cst (type, 0); }
2473       (with { newmask = mask | zerobits; }
2474        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2475         (with
2476          {
2477            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2478               mode's mask.  */
2479            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2480                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2481              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2482                break;
2483          }
2484          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2485               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2486           (with
2487            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2488            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2489             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2490              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2491              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2493 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2494    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2495 (for shift (lshift rshift)
2496  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2497   (simplify
2498    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2499    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2500     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2501      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2503 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2504 (simplify
2505  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2506   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2507        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2508            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2509            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2510    (with
2511     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2512      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2514 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2515    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2516 (for rotate (lrotate rrotate)
2517  (simplify
2518   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2519    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2520          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2521          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2522         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2523             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2524     (with
2525      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2526       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2528 /* Simplifications of conversions.  */
2530 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2531 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2532  (simplify
2533   (cvt @0)
2534   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2535        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2536    @0)))
2538 /* Contract view-conversions.  */
2539 (simplify
2540   (view_convert (view_convert @0))
2541   (view_convert @0))
2543 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2544    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2545 (simplify
2546   (view_convert @0)
2547   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2548        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2549        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2550    (convert @0)))
2552 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2553    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2554 (simplify
2555   (view_convert (convert@0 @1))
2556   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2557        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2558        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2559        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2560            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2561                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2562    (view_convert @1)))
2564 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2565    barriers can be removed.  */
2566 (simplify
2567  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2568  @0)
2569 (simplify
2570  (paren (paren@1 @0))
2571  @1)
2573 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2574 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2575  (for icvt (convert float)
2576   (simplify
2577    (ocvt (icvt@1 @0))
2578    (with
2579     {
2580       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2581       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2582       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2583       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2584       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2585       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2586       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2587       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2588       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2589       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2590       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2591       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2592       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2593       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2594       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2595       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2596       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2597       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2598       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2599       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2600     }
2601    (switch
2602     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2603        handled below, if we are converting something to its own
2604        type via an object of identical or wider precision, neither
2605        conversion is needed.  */
2606     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2607           || (GENERIC
2608               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2609          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2610              || (inter_float && final_float))
2611          && inter_prec >= final_prec)
2612      (ocvt @0))
2614     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2615        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2616        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2617        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2618        then we sometimes need the middle conversion.  */
2619     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2620          && (final_int || final_float)
2621          && inter_prec >= inside_prec
2622          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2623      (ocvt @0))
2625     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2626        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2627        final conversion does not change precision we can drop the
2628        intermediate conversion.  */
2629     (if (inside_int && inter_int && final_int
2630          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2631               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2632              || final_prec == inter_prec))
2633      (ocvt @0))
2635     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2636         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2637         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2638         - the intermediate type is narrower than both initial and
2639           final, or
2640         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2641           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2642         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2643           intermediate and final types differ, or
2644         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2645           initial and intermediate types differ.  */
2646     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2647          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2648          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2649          && ! (inside_int && inter_int
2650                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2651                && inter_prec < final_prec)
2652          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2653              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2654          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2655          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2656      (ocvt @0))
2658     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2659        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2660     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2661          && final_int && inter_int && inside_int
2662          && final_prec == inside_prec
2663          && final_prec > inter_prec
2664          && inter_unsignedp)
2665      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2666                               (inside_type,
2667                                wi::mask (inter_prec, false,
2668                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2670     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2671        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2672        floating-point conversion.  */
2673     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2674          && inside_int && inter_float && final_int &&
2675          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2676          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2677      (convert @0)))))))
2679 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2680    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2681    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2682 (simplify
2683   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2684   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2685        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2686        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2687        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2688                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2689    (convert @0)))
2692 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2693 (simplify
2694   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2695   (convert @0))
2697 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
2698 (for op (plus minus)
2699  (simplify
2700   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
2701   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
2702        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
2703    (with
2704      {
2705        wi::overflow_type overflow;
2706        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2707                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
2708      }
2709      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
2710          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
2711       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
2712       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2713        (convert (op (convert:utype @0)
2714                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
2716 /* Canonicalization of binary operations.  */
2718 /* Convert X + -C into X - C.  */
2719 (simplify
2720  (plus @0 REAL_CST@1)
2721  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2722   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2723    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2724     (minus @0 { tem; })))))
2726 /* Convert x+x into x*2.  */
2727 (simplify
2728  (plus @0 @0)
2729  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2730   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2731   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2732    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2734 /* 0 - X  ->  -X.  */
2735 (simplify
2736  (minus integer_zerop @1)
2737  (negate @1))
2738 (simplify
2739  (pointer_diff integer_zerop @1)
2740  (negate (convert @1)))
2742 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2743    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2744    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2745 (simplify
2746  (minus real_zerop@0 @1)
2747  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2748   (negate @1)))
2750 /* Transform x * -1 into -x.  */
2751 (simplify
2752  (mult @0 integer_minus_onep)
2753  (negate @0))
2755 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2756    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2757 (simplify
2758  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
2759  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2760       && single_use (@3)
2761       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2762   (mult (mult @0 @2) @1)))
2764 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2765    number.  */
2766 (match compositional_complex
2767  (convert? (complex @0 @1)))
2769 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2770 (simplify
2771  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2772  @0)
2773 (simplify
2774  (realpart (complex @0 @1))
2775  @0)
2776 (simplify
2777  (imagpart (complex @0 @1))
2778  @1)
2780 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2781 (simplify
2782  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2783  (convert (realpart @0)))
2784 (simplify
2785  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2786  (convert (negate (imagpart @0))))
2787 (for part (realpart imagpart)
2788  (for op (plus minus)
2789   (simplify
2790    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2791    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2792 (simplify
2793  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2794  (convert (COS @0)))
2795 (simplify
2796  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2797  (convert (SIN @0)))
2799 /* conj(conj(x)) -> x  */
2800 (simplify
2801  (conj (convert? (conj @0)))
2802  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2803   (convert @0)))
2805 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2806 (simplify
2807  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2808  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2809   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2811 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2812 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2813  (simplify
2814   (bswap (bswap @0))
2815   @0)
2816  (simplify
2817   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2818   (bit_not @0))
2819  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2820   (simplify
2821    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2822    (bitop @0 (bswap @1)))))
2825 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2827 /* Simplify constant conditions.
2828    Only optimize constant conditions when the selected branch
2829    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2830    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2831    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2832    this one as we depend on doing this transform before possibly
2833    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2834    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2835    genmatch cannot handle.  */
2836 (simplify
2837  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2838  (if (integer_zerop (@0))
2839   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2840    @2)
2841   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2842    @1)))
2843 (simplify
2844  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2845  (if (integer_all_onesp (@0))
2846   @1
2847   (if (integer_zerop (@0))
2848    @2)))
2850 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2851    be extended.  */
2852 /* This pattern implements two kinds simplification:
2854    Case 1)
2855    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2856      1) Conversions are type widening from smaller type.
2857      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2858      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2859    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2860    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2861    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2862    referred var is always benefitial for complicated cases.
2864    Case 2)
2865    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2866 (for cmp (lt le gt ge eq)
2867  (simplify
2868   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2869   (with
2870    {
2871      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2872      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2873      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2875      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2876          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2877          && (types_match (c1_type, from_type)
2878              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2879                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2880                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2881          && (types_match (c2_type, from_type)
2882              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2883                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2884                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2885        {
2886          if (cmp != EQ_EXPR)
2887            {
2888              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2889                {
2890                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2891                  if (cmp == LE_EXPR)
2892                    code = LT_EXPR;
2893                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2894                  if (cmp == GT_EXPR)
2895                    code = GE_EXPR;
2896                }
2897              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2898                {
2899                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2900                  if (cmp == LT_EXPR)
2901                    code = LE_EXPR;
2902                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2903                  if (cmp == GE_EXPR)
2904                    code = GT_EXPR;
2905                }
2906              if (code != ERROR_MARK
2907                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2908                {
2909                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2910                    code = MIN_EXPR;
2911                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2912                    code = MAX_EXPR;
2913                }
2914            }
2915          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2916          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2917            code = EQ_EXPR;
2918        }
2919    }
2920    (if (code == MAX_EXPR)
2921     (convert (max @1 (convert @2)))
2922     (if (code == MIN_EXPR)
2923      (convert (min @1 (convert @2)))
2924      (if (code == EQ_EXPR)
2925       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2926                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2928 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2930      1) OP is PLUS or MINUS.
2931      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2932      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2934    This pattern also handles special cases like:
2936      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2937         integer zero.  In this case,
2938           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2939           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2940      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2941         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2942         code.
2944    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2945    simplified at the moment because C standard requires additional
2946    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2947    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2948 (for op (plus minus)
2949  (for cmp (lt le gt ge)
2950   (simplify
2951    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2952    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2953     (if (types_match (from_type, to_type)
2954          /* Check if it is special case A).  */
2955          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2956              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2957              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2958              && integer_zerop (@1)
2959              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2960      (with
2961       {
2962         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
2963         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2964         wide_int real_c1;
2965         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
2966         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
2967         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
2968         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2970         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2971             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2972             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2973         if (!types_match (from_type, to_type))
2974           {
2975             if (cmp_code == LT_EXPR)
2976               cmp_code = GT_EXPR;
2977             if (cmp_code == GE_EXPR)
2978               cmp_code = LE_EXPR;
2979             c1 = wi::max_value (to_type);
2980           }
2981         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2982            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2983            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2984            if it is undefined.  */
2985         if (op == PLUS_EXPR)
2986           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2987         else
2988           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2990         code = cmp_code;
2991         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2992           {
2993             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2994                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2995             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2996                 && !overflow)
2997               {
2998                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2999                 if (cmp_code == LE_EXPR)
3000                   code = LT_EXPR;
3001                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3002                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3003                   code = GE_EXPR;
3004               }
3005             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3006                 && !overflow)
3007               {
3008                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3009                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3010                   code = LE_EXPR;
3011                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3012                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3013                   code = GT_EXPR;
3014               }
3015             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3016               {
3017                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3018                   code = MIN_EXPR;
3019                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3020                   code = MAX_EXPR;
3021               }
3022           }
3023       }
3024       (if (code == MAX_EXPR)
3025        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3026            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3027        (if (code == MIN_EXPR)
3028         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3029             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3031 (for cnd (cond vec_cond)
3032  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3033  (simplify
3034   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3035   (cnd @0 @1 @3))
3036  (simplify
3037   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3038   (cnd @0 @1 @3))
3039  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3040  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3041     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3042     The following is still important to merge then and else arm cases
3043     from if-conversion.  */
3044  (simplify
3045   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3046   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3047    (cnd @0 @1 @3)))
3048  (simplify
3049   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3050   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3051    (cnd @0 @3 @4)))
3053  /* A ? B : B -> B.  */
3054  (simplify
3055   (cnd @0 @1 @1)
3056   @1)
3058  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3059  (simplify
3060   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3061   (cnd @0 @2 @1)))
3063 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3064    return all -1 or all 0 results.  */
3065 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3066    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3067 (simplify
3068  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3069  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3070       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3071                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3072       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3073           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3074   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3076 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3077 (simplify
3078  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3079  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3080       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3081                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3082       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3083           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3084   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3087 /* Simplifications of comparisons.  */
3089 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3090    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3091    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3092 (for cmp  (le gt)
3093      acmp (lt ge)
3094  (simplify
3095   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
3096   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
3097    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3098 (for cmp  (ge lt)
3099      acmp (gt le)
3100  (simplify
3101   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
3102   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
3103    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3106 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3107    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3108    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3109    that with expression code iteration.  */
3110 (for cmp (tcc_comparison)
3111      icmp (inverted_tcc_comparison)
3112      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3113  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3114     and handle some more cases by using
3115       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3116     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3117     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3118  (simplify
3119   (bit_not (cmp @0 @1))
3120   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3121        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3122    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3123       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3124       a computed operator in the replacement tree thus we have
3125       to play the trick below.  */
3126    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3127              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3128     (if (ic == icmp)
3129      (icmp @0 @1)
3130      (if (ic == ncmp)
3131       (ncmp @0 @1))))))
3132  (simplify
3133   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3134   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3135             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3136    (if (ic == icmp)
3137     (icmp @0 @1)
3138     (if (ic == ncmp)
3139      (ncmp @0 @1))))))
3141 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3142    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3143    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3144    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3145    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3146 (for cmp (eq ne)
3147  (for sub (minus pointer_diff)
3148   (simplify
3149    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3150    (if (single_use (@2))
3151     (cmp @0 @1)))))
3153 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3154    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3155    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3156    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3157 (for cmp (simple_comparison)
3158      scmp (swapped_simple_comparison)
3159  (simplify
3160   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3161   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3162   (if (integer_zerop (@1))
3163    (cmp @1 @2)
3164    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3165         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3166         && single_use (@3))
3167     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3168     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3169      (scmp @0 @2)
3170      (cmp @0 @2))))))
3172 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3173    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3174 (for cmp (eq ge le)
3175  (simplify
3176   (cmp @0 @0)
3177   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3178        || ! HONOR_NANS (@0))
3179    { constant_boolean_node (true, type); }
3180    (if (cmp != EQ_EXPR)
3181     (eq @0 @0)))))
3182 (for cmp (ne gt lt)
3183  (simplify
3184   (cmp @0 @0)
3185   (if (cmp != NE_EXPR
3186        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3187        || ! HONOR_NANS (@0))
3188    { constant_boolean_node (false, type); })))
3189 (for cmp (unle unge uneq)
3190  (simplify
3191   (cmp @0 @0)
3192   { constant_boolean_node (true, type); }))
3193 (for cmp (unlt ungt)
3194  (simplify
3195   (cmp @0 @0)
3196   (unordered @0 @0)))
3197 (simplify
3198  (ltgt @0 @0)
3199  (if (!flag_trapping_math)
3200   { constant_boolean_node (false, type); }))
3202 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3203 (for cmp (simple_comparison)
3204  (simplify
3205   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3206   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3207    (cmp @1 @0))))
3209 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3210 (for cmp (simple_comparison)
3211      scmp (swapped_simple_comparison)
3212  (simplify
3213   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3214   (if (single_use (@2)
3215        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3216    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3218 (for cmp (simple_comparison)
3219  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3220  (simplify
3221   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3222   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3223        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3224            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3225        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3226            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3227    (with
3228     {
3229       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3230       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3231         {
3232           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3233           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3234               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3235             type1 = float_type_node;
3236           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3237               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3238             type1 = double_type_node;
3239         }
3240       tree newtype
3241         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3242            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3243     }
3244     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3245      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3247  (simplify
3248   (cmp @0 REAL_CST@1)
3249   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3250   (switch
3251    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3252    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3253     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3254    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3255    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3256         && ! HONOR_SNANS (@1))
3257     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3258    /* Fold comparisons against infinity.  */
3259    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3260         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3261     (with
3262      {
3263        REAL_VALUE_TYPE max;
3264        enum tree_code code = cmp;
3265        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3266        if (neg)
3267          code = swap_tree_comparison (code);
3268      }
3269      (switch
3270       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3271       (if (code == GT_EXPR
3272            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3273        { constant_boolean_node (false, type); })
3274       (if (code == LE_EXPR)
3275        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3276        (if (! HONOR_NANS (@0))
3277         { constant_boolean_node (true, type); }
3278         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3279            an "invalid" exception.  */
3280         (if (!flag_trapping_math)
3281          (eq @0 @0))))
3282       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3283          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3284       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3285            || code == GE_EXPR)
3286        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3287         (if (neg)
3288          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3289          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3290       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3291       (if (code == LT_EXPR)
3292        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3293         (if (neg)
3294          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3295          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3296       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3297          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3298       (if (code == NE_EXPR)
3299        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3300         (if (! HONOR_NANS (@0))
3301          (if (neg)
3302           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3303           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3304          (if (neg)
3305           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3306           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3308  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3309     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3310     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3311     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3312  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3313   (for op (plus minus)
3314    (simplify
3315     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3316     (with
3317      {
3318        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3319                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3320      }
3321      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3322       (cmp @0 { tem; }))))))
3324  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3325     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3326     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3327     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3328  (if (flag_associative_math)
3329   (simplify
3330    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3331    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3332     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3333      (cmp { tem; } @1)))))
3335  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3336  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3337       && ! flag_errno_math)
3338   (for sq (SQRT)
3339    (simplify
3340     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3341     (switch
3342      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3343       (switch
3344        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3345        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3346         { constant_boolean_node (false, type); })
3347        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3348           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3349        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3350         { constant_boolean_node (true, type); })
3351        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3352        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3353      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3354       (switch
3355        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3356        (if (cmp == LT_EXPR)
3357         { constant_boolean_node (false, type); })
3358        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3359        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3360         { constant_boolean_node (true, type); })
3361        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3362        (if (cmp == LE_EXPR)
3363         (eq @0 @1))
3364        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3365           == or !=.  In the last case:
3367             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3369           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3370           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3371        (cmp @0 @1)))
3372      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3373       (with
3374        {
3375          REAL_VALUE_TYPE c2;
3376          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3377                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3378          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3379        }
3380        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3381         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3382         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3383          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3384          { constant_boolean_node (false, type); })
3385         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3386         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3387      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3388       (with
3389        {
3390          REAL_VALUE_TYPE c2;
3391          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3392                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3393          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3394        }
3395        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3396         (switch
3397          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3398             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3399          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3400           { constant_boolean_node (true, type); })
3401          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3402             don't care about NaNs.  */
3403          (if (! HONOR_NANS (@0))
3404           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3405          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3406             don't care about Infinities.  */
3407          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3408           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3409          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3410          (if (GENERIC)
3411           (truth_andif
3412            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3413            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3414         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3415         (if (! HONOR_NANS (@0))
3416          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3417          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3418          (if (GENERIC)
3419           (truth_andif
3420            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3421            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3422    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3423    (simplify
3424     (cmp (sq @0) (sq @1))
3425       (if (! HONOR_NANS (@0))
3426         (cmp @0 @1))))))
3428 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
3429 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3430      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
3431  (simplify
3432   (cmp (float@0 @1) (float @2))
3433    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3434         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3435     (with
3436      {
3437        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
3438        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3439        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
3440        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
3441        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
3442      }
3443      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
3444           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
3445       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
3446        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
3447        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
3448             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
3449         (icmp @1 (convert @2))
3450         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
3451              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
3452          (icmp (convert:type2 @1) @2)
3453          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
3454               && type1_signed_p == type2_signed_p)
3455           (icmp @1 @2))))))))))
3457 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3458 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3459      icmp (le le eq ne ge ge)
3460  (simplify
3461   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3462    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3463         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3464     (with
3465      {
3466        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3467        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3468        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3469        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3470           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3471           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3472           -fno-signaling-nans.  */
3473        bool exception_p
3474          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3475                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3476      }
3477      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3478         -fno-trapping-math.  */
3479      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
3480       (with
3481        {
3482          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3483          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3484          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3485          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3487          REAL_VALUE_TYPE icst;
3488          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3489            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3490          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3491            real_floor (&icst, fmt, cst);
3492          else
3493            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3495          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3497          bool overflow_p = false;
3498          wide_int icst_val
3499            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3500        }
3501        (switch
3502         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3503         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3504          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3505                                   type); })
3506         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3507          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3508                                   type); })
3509         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3510         (if (cst_int_p)
3511          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3512                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3513         )
3514         /* When CST is fractional, optimize
3515             (FTYPE) N == CST -> 0
3516             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3517         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3518          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3519         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3520         (with
3521          {
3522            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3523          }
3524          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3526 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3527 (for cmp (eq ne)
3528  (simplify
3529   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3530   (if (!integer_zerop (@1))
3531    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3532     (cmp @0 @2)
3533     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3534      (with
3535       {
3536         wi::overflow_type ovf;
3537         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3538                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3539       }
3540       (if (ovf)
3541        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3542        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3543 (for cmp (lt le gt ge)
3544  (simplify
3545   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3546   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3547    (with
3548     {
3549       wi::overflow_type ovf;
3550       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3551                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3552     }
3553     (if (ovf)
3554      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3555                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3556                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3557      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3559 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3560 (simplify
3561  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3562  (if (types_match (@0, @1))
3563   (unordered @0 @1)))
3564 (simplify
3565  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3566  (if (types_match (@0, @1))
3567   (ordered @0 @1)))
3568 (simplify
3569  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3570  @2)
3571 (simplify
3572  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3573  @2)
3575 /* Simple range test simplifications.  */
3576 /* A < B || A >= B -> true.  */
3577 (for test1 (lt le le le ne ge)
3578      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3579  (simplify
3580   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3581   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3582        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3583    { constant_boolean_node (true, type); })))
3584 /* A < B && A >= B -> false.  */
3585 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3586      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3587  (simplify
3588   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3589   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3590        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3591    { constant_boolean_node (false, type); })))
3593 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3594    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3596    Note that comparisons
3597      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3598      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3599    will be canonicalized to above so there's no need to
3600    consider them here.
3601  */
3603 (for cmp (le gt)
3604      eqcmp (eq ne)
3605  (simplify
3606   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3607   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3608    (with
3609     {
3610      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3611      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3612      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3613      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3614      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3615     }
3616     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3617          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3618       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3619              { build_zero_cst (ty); }))))))
3621 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3622 (for cmp (tcc_comparison)
3623      scmp (swapped_tcc_comparison)
3624  (simplify
3625   (cmp (negate @0) (negate @1))
3626   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3627        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3628            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3629    (scmp @0 @1)))
3630  (simplify
3631   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3632   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3633        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3634            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3635    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3636     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3637      (scmp @0 { tem; }))))))
3639 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3640 (for op (eq ne)
3641  (simplify
3642   (op (abs @0) zerop@1)
3643   (op @0 @1)))
3645 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3646    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3647 (for cmp (simple_comparison)
3648  (simplify
3649   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3650   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3651        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3652           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3653        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3654             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3655                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
3656                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
3657                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
3658        && single_use (@0))
3659    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3660         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3661             || @1 != @10)
3662         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3663             || cmp == NE_EXPR
3664             || cmp == EQ_EXPR)
3665         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3666     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3667        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3668        constant which fold_convert produces.  */
3669     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3670      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3671                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3672      (cmp @00 (convert @1)))
3674     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3675      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3676      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3677            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3678            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3679                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3680           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3681               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3682                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3683                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3684                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3685               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3686                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3687                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3688       (cmp @00 (convert @10))
3689       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3690            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3691            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3692        (with
3693         {
3694           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3695           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3696           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3697           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3698         }
3699         (if (above || below)
3700          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3701           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3702           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3703            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3704            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3705             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3707 (for cmp (eq ne)
3708  /* A local variable can never be pointed to by
3709     the default SSA name of an incoming parameter.
3710     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3711  (simplify
3712   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3713   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3714        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3715    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3716     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3717          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3718      (if (cmp == NE_EXPR)
3719       { constant_boolean_node (true, type); }
3720       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3722 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3723 (for cmp (eq ne)
3725  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3726     Similarly for NE_EXPR.  */
3727  (simplify
3728   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3729   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3730        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3731    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3733  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3734  (simplify
3735   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3736   (cmp @0 @1))
3738  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3739     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3740  (simplify
3741   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3742   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3744  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3745  (simplify
3746   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3747   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3748    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3750  (simplify
3751   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3752   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3753    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3755 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3756    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3757 (for cmp (eq ne)
3758      icmp (ne eq)
3759  (simplify
3760   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3761   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3763 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3764    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3765 (simplify
3766  (cond
3767   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3768   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
3769  (if (integer_pow2p (@2))
3770   (with {
3771      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3772                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3773    }
3774    (if (shift > 0)
3775     (bit_and
3776      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3777     (bit_and
3778      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
3779      @2)))))
3781 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3782    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3783 (for cmp (eq ne)
3784      ncmp (ge lt)
3785  (simplify
3786   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3787   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3788        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3789        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3790        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3791    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3792     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3794 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3795    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3796 (simplify
3797  (cond
3798   (lt @0 integer_zerop)
3799   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
3800  (if (integer_pow2p (@1)
3801       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3802   (with {
3803     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3804    }
3805    (if (shift >= 0)
3806     (bit_and
3807      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3808      @1)
3809     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3810        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3811     (bit_and (convert @0) @1)))))
3813 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3814    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3815    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3816    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3817 (for cmp (simple_comparison)
3818  (simplify
3819   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3820   (with
3821    {
3822      poly_int64 off0, off1;
3823      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3824      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3825      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3826        {
3827          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3828          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3829        }
3830      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3831        {
3832          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3833          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3834        }
3835    }
3836    (if (base0 && base1)
3837     (with
3838      {
3839        int equal = 2;
3840        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3841           the value expressions might point to fields/elements
3842           of other vars etc.  */
3843        if (GENERIC
3844            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3845                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3846          ;
3847        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3848                 && decl_in_symtab_p (base1))
3849          equal = symtab_node::get_create (base0)
3850                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3851        else if ((DECL_P (base0)
3852                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3853                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3854                 && (DECL_P (base1)
3855                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3856                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3857          equal = (base0 == base1);
3858      }
3859      (if (equal == 1
3860           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3861               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
3862               || known_eq (off0, off1)
3863               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3864                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
3865               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3866                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
3867       (switch
3868        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3869         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
3870        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3871         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
3872        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
3873         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
3874        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
3875         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
3876        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
3877         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
3878        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
3879         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
3880       (if (equal == 0
3881            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3882            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3883            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3884                || known_eq (off0, off1)))
3885        (switch
3886         (if (cmp == EQ_EXPR)
3887          { constant_boolean_node (false, type); })
3888         (if (cmp == NE_EXPR)
3889          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3891 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3892 (for neeq (ne eq)
3893  (simplify
3894   (neeq @0 @1)
3895   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3896        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3897    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
3899 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3900    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3901    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3902    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3903    canonicalizaion is not wanted.  */
3905 (for cmp (ne eq)
3906  (simplify
3907   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3908   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3909          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3910          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3911         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3912             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3913             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3914        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
3915    (cmp @0 (convert @1)))))
3917 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3918 (for cmp (lt gt le ge)
3919  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3920     the specified precision will have known values.  */
3921  (simplify
3922   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3923   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3924        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3925    (with
3926     {
3927       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3928       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3929       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3930       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3931       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3932     }
3933     (switch
3934      (if (wi::to_wide (@1) == max)
3935       (switch
3936        (if (cmp == GT_EXPR)
3937         { constant_boolean_node (false, type); })
3938        (if (cmp == GE_EXPR)
3939         (eq @2 @1))
3940        (if (cmp == LE_EXPR)
3941         { constant_boolean_node (true, type); })
3942        (if (cmp == LT_EXPR)
3943         (ne @2 @1))))
3944      (if (wi::to_wide (@1) == min)
3945       (switch
3946        (if (cmp == LT_EXPR)
3947         { constant_boolean_node (false, type); })
3948        (if (cmp == LE_EXPR)
3949         (eq @2 @1))
3950        (if (cmp == GE_EXPR)
3951         { constant_boolean_node (true, type); })
3952        (if (cmp == GT_EXPR)
3953         (ne @2 @1))))
3954      (if (wi::to_wide (@1) == max - 1)
3955       (switch
3956        (if (cmp == GT_EXPR)
3957         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))
3958        (if (cmp == LE_EXPR)
3959         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3960      (if (wi::to_wide (@1) == min + 1)
3961       (switch
3962        (if (cmp == GE_EXPR)
3963         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))
3964        (if (cmp == LT_EXPR)
3965         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3966      (if (wi::to_wide (@1) == signed_max
3967           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3968           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3969              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3970              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3971              max associated with this sign bit.  */
3972           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3973           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3974           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3975       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3976          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3977       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3978        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3979         (if (cmp == LE_EXPR)
3980          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3981          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3983 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3984  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3985  (simplify
3986   (cmp @0 REAL_CST@1)
3987   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3988        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3989    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3990                             ? false : true, type); })))
3992 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3993 (simplify
3994  (ne @0 integer_zerop)
3995  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3996       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3997   (non_lvalue @0)))
3998 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3999 (simplify
4000  (eq @0 integer_onep)
4001  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4002       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4003   (non_lvalue @0)))
4004 /* Do not handle
4005    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4006    bool_var != 1 becomes !bool_var
4007    here because that only is good in assignment context as long
4008    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4009    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4010    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4012 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4013    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4014    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4015    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
4016 (for cmp (lt le ge gt)
4017      out (gt gt le le)
4018  (simplify
4019   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
4020   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4021        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4022        && wi::to_wide (@1) != 0
4023        && single_use (@2))
4024    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
4025     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4026                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
4027                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4029 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4030    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4031    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4032 (for cmp (gt le)
4033  (simplify
4034   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4035   (if (single_use (@2)
4036        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4037        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4038        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4039    (cmp @1 @0))))
4041 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4042 /* A - B > A  */
4043 (for cmp (gt le)
4044      out (ne eq)
4045  (simplify
4046   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4047   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4048        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4049    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4050 /* A + B < A  */
4051 (for cmp (lt ge)
4052      out (ne eq)
4053  (simplify
4054   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4055   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4056        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4057    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4059 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
4060    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4061 (for cmp (lt ge)
4062      out (ne eq)
4063  (simplify
4064   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
4065   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4066    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4067     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4069 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
4070    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
4071    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
4072    section that follows this one.
4074    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
4075    the following:
4077    - the rule describes an identity
4079    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
4080      multiplication
4082    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
4083      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
4084      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
4085      when the operand has that value.)  */
4087 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4088  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
4089  (simplify
4090   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
4091   (if (!HONOR_SNANS (type))
4092    @0))
4094  (for op (plus minus)
4095   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
4096   (simplify
4097    (op (rdiv @0 @1)
4098        (rdiv @2 @1))
4099    (rdiv (op @0 @2) @1)))
4101  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
4102  (for root (SQRT CBRT)
4103   (simplify
4104    (mult (root:s @0) (root:s @1))
4105     (root (mult @0 @1))))
4107  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
4108  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4109   (simplify
4110    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
4111     (exps (plus @0 @1))))
4113  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
4114  (for root (SQRT CBRT)
4115   (simplify
4116    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
4117     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
4119  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
4120  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4121   (simplify
4122    (rdiv @0 (exps:s @1))
4123     (mult @0 (exps (negate @1)))))
4125  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4126       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4127   /* logN(expN(x)) -> x.  */
4128   (simplify
4129    (logs (exps @0))
4130    @0)
4131   /* expN(logN(x)) -> x.  */
4132   (simplify
4133    (exps (logs @0))
4134    @0))
4136  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
4137     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
4138     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
4139  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
4140       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
4141   (simplify
4142    (logs (exps @0))
4143    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4144     (with {
4145       tree x;
4146       switch (exps)
4147         {
4148         CASE_CFN_EXP:
4149           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
4150           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
4151           break;
4152         CASE_CFN_EXP2:
4153           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
4154           x = build_real (type, dconst2);
4155           break;
4156         CASE_CFN_EXP10:
4157         CASE_CFN_POW10:
4158           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
4159           {
4160             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
4161             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
4162             x = build_real (type, dconst10);
4163           }
4164           break;
4165         default:
4166           gcc_unreachable ();
4167         }
4168       }
4169      (mult (logs { x; }) @0)))))
4171  (for logs (LOG LOG
4172             LOG2 LOG2
4173             LOG10 LOG10)
4174       exps (SQRT CBRT)
4175   (simplify
4176    (logs (exps @0))
4177    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4178     (with {
4179       tree x;
4180       switch (exps)
4181         {
4182         CASE_CFN_SQRT:
4183           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
4184           x = build_real (type, dconsthalf);
4185           break;
4186         CASE_CFN_CBRT:
4187           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
4188           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
4189           break;
4190         default:
4191           gcc_unreachable ();
4192         }
4193       }
4194      (mult { x; } (logs @0))))))
4196  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4197  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4198       pows (POW)
4199   (simplify
4200    (logs (pows @0 @1))
4201    (mult @1 (logs @0))))
4203  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4204     or if C is a positive power of 2,
4205     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4206 #if GIMPLE
4207  (for pows (POW)
4208       exps (EXP)
4209       logs (LOG)
4210       exp2s (EXP2)
4211       log2s (LOG2)
4212   (simplify
4213    (pows REAL_CST@0 @1)
4214    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4215         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4216         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4217            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
4218            beneficial for all constants to postpone this until later,
4219            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
4220            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
4221            pessimization.  */
4222         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4223     (with {
4224        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
4225        bool use_exp2 = false;
4226        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
4227            && value->cl == rvc_normal)
4228          {
4229            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
4230            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
4231            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
4232              use_exp2 = true;
4233          }
4234      }
4235      (if (!use_exp2)
4236       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
4237        (exps (mult (logs @0) @1)))
4238       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
4239 #endif
4241  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
4242  (for pows (POW)
4243       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4244       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4245   (simplify
4246    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
4247    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4248         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4249     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
4251  (for sqrts (SQRT)
4252       cbrts (CBRT)
4253       pows (POW)
4254       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4255   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4256   (simplify
4257    (sqrts (exps @0))
4258    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4259   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4260   (simplify
4261    (cbrts (exps @0))
4262    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4263   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4264   (simplify
4265    (pows (exps @0) @1)
4266    (exps (mult @0 @1))))
4268  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4269  (for tans (TAN)
4270       atans (ATAN)
4271   (simplify
4272    (tans (atans @0))
4273    @0)))
4275  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
4276  (for sins (SIN)
4277       atans (ATAN)
4278       sqrts (SQRT)
4279       copysigns (COPYSIGN)
4280   (simplify
4281    (sins (atans:s @0))
4282    (with
4283      {
4284       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
4285       build_sinatan_real (&r_cst, type);
4286       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
4287       tree t_one = build_one_cst (type);
4288      }
4289     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4290      (cond (le (abs @0) { t_cst; })
4291       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
4292       (copysigns { t_one; } @0))))))
4294 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
4295  (for coss (COS)
4296       atans (ATAN)
4297       sqrts (SQRT)
4298       copysigns (COPYSIGN)
4299   (simplify
4300    (coss (atans:s @0))
4301    (with
4302      {
4303       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
4304       build_sinatan_real (&r_cst, type);
4305       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
4306       tree t_one = build_one_cst (type);
4307       tree t_zero = build_zero_cst (type);
4308      }
4309     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4310      (cond (le (abs @0) { t_cst; })
4311       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
4312       (copysigns { t_zero; } @0))))))
4314 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4315 (simplify
4316  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4317  (abs @0))
4319 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4320 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4321  (simplify
4322   (fns (fns @0))
4323   (fns @0)))
4324 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4325 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4326  (simplify
4327   (fns integer_valued_real_p@0)
4328   @0))
4330 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4331 (simplify
4332  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4333  (abs @0))
4335 /* pow(1,x) -> 1.  */
4336 (simplify
4337  (POW real_onep@0 @1)
4338  @0)
4340 (simplify
4341  /* copysign(x,x) -> x.  */
4342  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4343  @0)
4345 (simplify
4346  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4347  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4348  (abs @0))
4350 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4351  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4352  (simplify
4353   (scale real_zerop@0 @1)
4354   @0)
4355  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4356  (simplify
4357   (scale @0 integer_zerop@1)
4358   @0)
4359  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4360  (simplify
4361   (scale REAL_CST@0 @1)
4362   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4363    @0)))
4365 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4366    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4368    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4369    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4370    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4371    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4373 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4374  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4375  (simplify
4376   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4377    (SIN @0))
4379  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4380  (simplify
4381   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4382   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4383    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4385  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4386  (simplify
4387   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4388    (TAN @0))
4390  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4391  (simplify
4392   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4393    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4395  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4396  (simplify
4397   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4398   (if (! HONOR_NANS (@0)
4399        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4400    (COS @0)))
4402  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4403  (simplify
4404   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4405   (if (! HONOR_NANS (@0)
4406        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4407    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4409  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4410  (simplify
4411   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4412    (POW @0 (plus @1 @2)))
4414  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4415  (simplify
4416   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4417    (POW (mult @0 @2) @1))
4419  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4420  (simplify
4421   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4422    (POWI (mult @0 @2) @1))
4424  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4425  (simplify
4426   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4427   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4428    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4430  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4431  (simplify
4432   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4433    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4435  (for sqrts (SQRT)
4436       cbrts (CBRT)
4437       pows (POW)
4438   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4439   (simplify
4440    (sqrts (sqrts @0))
4441    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4442   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4443   (simplify
4444    (sqrts (cbrts @0))
4445    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4446   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4447   (simplify
4448    (cbrts (sqrts @0))
4449    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4450   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4451   (simplify
4452    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4453    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4454   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4455   (simplify
4456    (sqrts (pows @0 @1))
4457    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4458   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4459   (simplify
4460    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4461    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4462   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4463   (simplify
4464    (pows (sqrts @0) @1)
4465    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4466   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4467   (simplify
4468    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4469    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4470   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4471   (simplify
4472    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4473    (pows @0 (mult @1 @2))))
4475  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4476  (simplify
4477   (CABS (complex @0 @0))
4478   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4480  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4481  (simplify
4482   (HYPOT @0 @0)
4483   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4485  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4486  (for cexps (CEXP)
4487       exps (EXP)
4488       cexpis (CEXPI)
4489   (simplify
4490    (cexps compositional_complex@0)
4491    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4492     (complex
4493      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4494      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4496 (if (canonicalize_math_p ())
4497  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4498  (for floors (FLOOR_ALL)
4499       truncs (TRUNC_ALL)
4500   (simplify
4501    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4502    (truncs @0))))
4504 (match double_value_p
4505  @0
4506  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4507 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4508             BUILT_IN_FLOORL
4509             BUILT_IN_CEILL
4510             BUILT_IN_ROUNDL
4511             BUILT_IN_NEARBYINTL
4512             BUILT_IN_RINTL)
4513      tos (BUILT_IN_TRUNC
4514           BUILT_IN_FLOOR
4515           BUILT_IN_CEIL
4516           BUILT_IN_ROUND
4517           BUILT_IN_NEARBYINT
4518           BUILT_IN_RINT)
4519  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4520  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4521   (simplify
4522    (froms (convert double_value_p@0))
4523    (convert (tos @0)))))
4525 (match float_value_p
4526  @0
4527  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4528 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4529             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4530             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4531             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4532             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4533             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4534      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4535           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4536           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4537           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4538           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4539           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4540  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4541     if x is a float.  */
4542  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4543       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4544   (simplify
4545    (froms (convert float_value_p@0))
4546    (convert (tos @0)))))
4548 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4549      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4550  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4551  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4552   (simplify
4553    (froms (convert double_value_p@0))
4554    (tos @0))))
4556 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4557             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4558      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4559  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4560     if x is a float.  */
4561  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4562   (simplify
4563    (froms (convert float_value_p@0))
4564    (tos @0))))
4566 (if (canonicalize_math_p ())
4567  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4568  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4569   (simplify
4570    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4571    (fix_trunc @0))))
4573 (if (canonicalize_math_p ())
4574  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4575  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4576            ICEIL LCEIL LLCEIL
4577            IROUND LROUND LLROUND)
4578   (simplify
4579    (fns integer_valued_real_p@0)
4580    (fix_trunc @0)))
4581  (if (!flag_errno_math)
4582   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4583   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4584    (simplify
4585     (rints integer_valued_real_p@0)
4586     (fix_trunc @0)))))
4588 (if (canonicalize_math_p ())
4589  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4590       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4591       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4592   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4593      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4594   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4595        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4596    (simplify
4597     (ifn @0)
4598     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4599   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4600      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4601   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4602        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4603    (simplify
4604     (llfn @0)
4605     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4607 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4608 (simplify
4609  (CPROJ @0)
4610  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4611    @0))
4613 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4614    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4615 (simplify
4616  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4617  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4618   { build_complex_inf (type, false); }))
4620 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4621 (simplify
4622  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4623  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4624   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4626 (for pows (POW)
4627      sqrts (SQRT)
4628      cbrts (CBRT)
4629  (simplify
4630   (pows @0 REAL_CST@1)
4631   (with {
4632     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4633     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4634    }
4635    (switch
4636     /* pow(x,0) -> 1.  */
4637     (if (real_equal (value, &dconst0))
4638      { build_real (type, dconst1); })
4639     /* pow(x,1) -> x.  */
4640     (if (real_equal (value, &dconst1))
4641      @0)
4642     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4643     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4644      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4645     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4646     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4647          && canonicalize_math_p ()
4648          && real_equal (value, &dconsthalf))
4649      (sqrts @0))
4650     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4651     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4652          && canonicalize_math_p ()
4653          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4654              real_equal (value, &tmp)))
4655      (cbrts @0))))))
4657 /* powi(1,x) -> 1.  */
4658 (simplify
4659  (POWI real_onep@0 @1)
4660  @0)
4662 (simplify
4663  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4664  (switch
4665   /* powi(x,0) -> 1.  */
4666   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4667    { build_real (type, dconst1); })
4668   /* powi(x,1) -> x.  */
4669   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4670    @0)
4671   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4672   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4673    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4675 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
4677    These are conceptually similar to the transformations performed for
4678    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4679    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4681 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4682    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4683    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4684    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4685    operation and convert the result to the desired type.  */
4686 (for op (plus minus)
4687   (simplify
4688     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4689     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4690          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4691             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4692          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4693          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4694          /* The precision of the type of each operand must match the
4695             precision of the mode of each operand, similarly for the
4696             result.  */
4697          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4698          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4699          && type_has_mode_precision_p (type)
4700          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4701          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4702          && types_match (@0, type)
4703          && (types_match (@0, @1)
4704              /* Or the second operand is const integer or converted const
4705                 integer from valueize.  */
4706              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4707       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4708         (op @0 (convert @1))
4709         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4710          (convert (op (convert:utype @0)
4711                       (convert:utype @1))))))))
4713 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4714    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4715    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4716    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4717    arithmetic operation.  */
4718 (for op (minus plus)
4719  (simplify
4720   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4721   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4722        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4723           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4724        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4725        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4726        /* The precision of the type of each operand must match the
4727           precision of the mode of each operand, similarly for the
4728           result.  */
4729        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4730        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4731        && type_has_mode_precision_p (type)
4732        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4733        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4734        && types_match (@0, @1)
4735        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4736            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4737        && (wi::to_wide (@4)
4738            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4739                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
4740    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4741     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4742      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4743     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4744      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4745                (convert:utype @4))))))))
4747 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
4748    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4749 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
4750      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
4751      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
4752  (simplify
4753   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4754   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4755        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4756    (op @0 (ext @1 @2)))))
4758 (simplify
4759  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4760  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4761  { integer_zero_node; })
4763 (simplify
4764  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4765  (SIGNBIT @0)
4766  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4767   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4769 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4770 (for cmp (eq ne)
4771  (for op (plus minus)
4772       rop (minus plus)
4773   (simplify
4774    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4775    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4776         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4777         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4778         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4779     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4780      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4781           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4782       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4783       (if (single_use (@3))
4784        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
4785                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
4786 (for cmp (lt le gt ge)
4787  (for op (plus minus)
4788       rop (minus plus)
4789   (simplify
4790    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4791    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4792         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4793     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4794      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4795       {
4796         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4797                                 "when simplifying conditional to constant"),
4798                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4799         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4800         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4801         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
4802                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4803                         != (op == MINUS_EXPR);
4804         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4805       }
4806       (if (single_use (@3))
4807        (with
4808         {
4809           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4810                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4811                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4812                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4813         }
4814         (cmp @0 { res; })))))))))
4816 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4818 (simplify
4819  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
4820  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
4822 (simplify
4823  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
4824  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
4826 (simplify
4827  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
4828  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
4829   (view_convert @0)))
4831 (simplify
4832  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4833  (switch
4834   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4835        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4836    (switch
4837     (if (integer_zerop (@2))
4838      (view_convert (realpart @0)))
4839     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4840      (view_convert (imagpart @0)))))
4841   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4842        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4843        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4844        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4845        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4846        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4847             && integer_zerop (@2))
4848            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4849               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4850            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4851                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4852                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4853                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4854                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4855                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4856                                             - TYPE_PRECISION (type))
4857                                          : 0)) == 0)))
4858    (convert @0))))
4860 /* Simplify vector extracts.  */
4862 (simplify
4863  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4864  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4865       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4866           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4867               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4868   (with
4869    {
4870      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4871                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4872      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4873      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4874      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4875      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4876    }
4877    (if (n != 0
4878         && (idx % width) == 0
4879         && (n % width) == 0
4880         && known_le ((idx + n) / width,
4881                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
4882     (with
4883      {
4884        idx = idx / width;
4885        n = n / width;
4886        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4887        poly_uint64 k = 1;
4888        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4889          {
4890            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4891            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4892              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4893          }
4894        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
4895      }
4896      (switch
4897       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4898       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
4899        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4900         { build_constructor (type, NULL); }
4901         (if (count == 1)
4902          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4903           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
4904           { build_zero_cst (type); })
4905          {
4906            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4907            vec_alloc (vals, count);
4908            for (unsigned i = 0;
4909                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4910              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4911                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
4912            build_constructor (type, vals);
4913          })))
4914       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4915       (if (k.is_constant (&const_k)
4916            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
4917        (switch
4918         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
4919          { build_zero_cst (type); })
4920         (if (n == const_k)
4921          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
4922         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
4923                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
4925 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4926    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4927    not touching the extraction.  */
4928 (simplify
4929  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4930  (with
4931   {
4932     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4933     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4934       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4935     else
4936       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4937   }
4938   (switch
4939    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
4940         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
4941                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4942     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4943                                                  wi::to_wide (@rpos)
4944                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
4945    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
4946                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
4947         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
4948                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4949     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
4951 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4952  (for fmas (FMA)
4953   (simplify
4954    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
4955    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4956   (simplify
4957    (fmas @0 @1 (negate @2))
4958    (IFN_FMS @0 @1 @2))
4959   (simplify
4960    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
4961    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4962   (simplify
4963    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
4964    (if (single_use (@3))
4965     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
4967  (simplify
4968   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
4969   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4970  (simplify
4971   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
4972   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4973  (simplify
4974   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
4975   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4976  (simplify
4977   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
4978    (if (single_use (@3))
4979     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
4981  (simplify
4982   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
4983   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4984  (simplify
4985   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
4986   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4987  (simplify
4988   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
4989   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4990  (simplify
4991   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
4992   (if (single_use (@3))
4993    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
4995  (simplify
4996   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
4997   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4998  (simplify
4999   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
5000   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5001  (simplify
5002   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
5003   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5004  (simplify
5005   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
5006   (if (single_use (@3))
5007    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
5009 /* POPCOUNT simplifications.  */
5010 (for popcount (BUILT_IN_POPCOUNT BUILT_IN_POPCOUNTL BUILT_IN_POPCOUNTLL
5011                BUILT_IN_POPCOUNTIMAX)
5012   /* popcount(X&1) is nop_expr(X&1).  */
5013   (simplify
5014     (popcount @0)
5015     (if (tree_nonzero_bits (@0) == 1)
5016       (convert @0)))
5017   /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
5018   (simplify
5019     (plus (popcount:s @0) (popcount:s @1))
5020     (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
5021       (popcount (bit_ior @0 @1))))
5022   /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
5023   (for cmp (le eq ne gt)
5024        rep (eq eq ne ne)
5025     (simplify
5026       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
5027       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5029 /* Simplify:
5031      a = a1 op a2
5032      r = c ? a : b;
5034    to:
5036      r = c ? a1 op a2 : b;
5038    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
5039    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
5040    simplification if the result of the operation isn't needed.  */
5041 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
5042      cond_op (COND_BINARY)
5043  (simplify
5044   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
5045   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5046    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5047     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
5048  (simplify
5049   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
5050   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5051    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5052     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
5054 /* Same for ternary operations.  */
5055 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
5056      cond_op (COND_TERNARY)
5057  (simplify
5058   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
5059   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5060    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5061     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
5062  (simplify
5063   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
5064   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5065    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5066     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
5067                   (view_convert:op_type @1)))))))
5069 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
5070    "else" value of an IFN_COND_*.  */
5071 (for cond_op (COND_BINARY)
5072  (simplify
5073   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
5074   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
5075    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5076     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
5077  (simplify
5078   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
5079   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5080    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
5081         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5082     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
5084 /* Same for ternary operations.  */
5085 (for cond_op (COND_TERNARY)
5086  (simplify
5087   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
5088   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5089    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5090     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
5091  (simplify
5092   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
5093   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
5094    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
5095         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5096     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
5098 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
5099    expressions like:
5101    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
5102    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
5104    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
5105    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
5106    bytes.  A is more efficiently tested as:
5108    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
5110    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
5112    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
5114    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
5116    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
5117    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
5119    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
5120    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
5121    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
5122    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
5123    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
5124    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
5125    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
5126    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
5127    pointer_pluses dead.  */
5128 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
5129  (for cmp (le lt)
5130   (simplify
5131    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
5132         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
5133    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5134         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
5135         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
5136     /* Calculate the rhs constant.  */
5137     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
5138             offset_int rhs = off * 2; }
5139      /* Always fails for negative values.  */
5140      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
5141       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
5142          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
5143          same pointer_plus in multiple checks.  */
5144       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
5145               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
5146        (if (cmp == LT_EXPR)
5147         (gt (convert:sizetype
5148              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
5149                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
5150             { rhs_tree; })
5151         (gt (convert:sizetype
5152              (pointer_diff:ssizetype
5153               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
5154                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
5155               { swap_p ? @0 : @2; }))
5156             { rhs_tree; })))))))))