[Ada] New aspect/pragma No_Caching for analysis of volatile data
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob0317bc704f771f626ab72189b3a54de00087ad5a
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) 2014-2019 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p)
42 /* Operator lists.  */
43 (define_operator_list tcc_comparison
44   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
45 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
46   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
48   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
50   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
51 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
52 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
54 #include "cfn-operators.pd"
56 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
57    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
58    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
60    Also define operand lists:
62      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
63      X<FN> for all double functions, in the same order
64      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
65 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
66   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
67                                  BUILT_IN_L##FN##F \
68                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
69   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
70                               BUILT_IN_L##FN \
71                               BUILT_IN_LL##FN) \
72   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
73                                  BUILT_IN_L##FN##L \
74                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
77 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
81 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
82 (define_operator_list UNCOND_BINARY
83   plus minus
84   mult trunc_div trunc_mod rdiv
85   min max
86   bit_and bit_ior bit_xor)
87 (define_operator_list COND_BINARY
88   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
89   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
90   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
91   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR)
93 /* Same for ternary operations.  */
94 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
95   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
96 (define_operator_list COND_TERNARY
97   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
99 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
100    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
101 (match (nop_convert @0)
102  (convert @0)
103  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
104 (match (nop_convert @0)
105  (view_convert @0)
106  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
107       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
108                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
109       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
110 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
111 (match (nop_convert @0)
112  @0)
114 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
115    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
116    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
117 (simplify (abs (convert @0))
118  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
119       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
120       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
121   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
122    (convert (absu:utype @0)))))
125 /* Simplifications of operations with one constant operand and
126    simplifications to constants or single values.  */
128 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
129   (simplify
130     (op @0 integer_zerop)
131     (non_lvalue @0)))
133 /* 0 +p index -> (type)index */
134 (simplify
135  (pointer_plus integer_zerop @1)
136  (non_lvalue (convert @1)))
138 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
139 (simplify
140  (pointer_diff @0 integer_zerop)
141  (convert @0))
143 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
144    Likewise if the operands are reversed.  */
145 (simplify
146  (plus:c @0 real_zerop@1)
147  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
148   (non_lvalue @0)))
150 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
151 (simplify
152  (minus @0 real_zerop@1)
153  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
154   (non_lvalue @0)))
156 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
157    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
158    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
159    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
160    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
161    would not raise it.   */
162 (for inner_op (plus minus)
163  (for outer_op (plus minus)
164   (simplify
165    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
166     (if (real_zerop (@1)
167          && real_zerop (@2)
168          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
169      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
170                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
171              bool outer_plus
172                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
173                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
174       (if (outer_plus && !inner_plus)
175        (outer_op @0 @2)
176        @3))))))
178 /* Simplify x - x.
179    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
180    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
181    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
182    is volatile.  */
183 (simplify
184  (minus @0 @0)
185  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
186   { build_zero_cst (type); }))
187 (simplify
188  (pointer_diff @@0 @0)
189  { build_zero_cst (type); })
191 (simplify
192  (mult @0 integer_zerop@1)
193  @1)
195 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
196    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
197    same in modes with signed zeros, since multiplying a
198    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
199 (simplify
200  (mult @0 real_zerop@1)
201  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
202   @1))
204 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
205    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
206 (simplify
207  (mult @0 real_onep)
208  (if (!HONOR_SNANS (type)
209       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
210           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
211   (non_lvalue @0)))
213 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
214 (simplify
215  (mult @0 real_minus_onep)
216   (if (!HONOR_SNANS (type)
217        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
218            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
219    (negate @0)))
221 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
222 (simplify
223  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
224   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
225        && get_nonzero_bits (@1) == 1
226        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
227    (bit_and @1 @2)))
229 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
230    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
231 (simplify
232  (mult @0 VECTOR_CST@1)
233  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
234       && !HONOR_SNANS (type)
235       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
236   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
237    (if (itype
238         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
239             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
240                 && optab_handler (and_optab,
241                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
242     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
243                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
245 (for cmp (gt ge lt le)
246      outp (convert convert negate negate)
247      outn (negate negate convert convert)
248  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
249  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
250  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
251  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
252  (simplify
253   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
254   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
255        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
256    (switch
257     (if (types_match (type, float_type_node))
258      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
259     (if (types_match (type, double_type_node))
260      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
261     (if (types_match (type, long_double_type_node))
262      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
263  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
264  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
265  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
266  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
267  (simplify
268   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
269   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
270        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
271    (switch
272     (if (types_match (type, float_type_node))
273      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
274     (if (types_match (type, double_type_node))
275      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
276     (if (types_match (type, long_double_type_node))
277      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
279 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
280 (simplify
281  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
282  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
283   (abs @0)))
285 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
286 (simplify
287  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
288  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
289   (negate (abs @0))))
291 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
292 (simplify
293  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
294  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
295   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
297 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
298 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
299   (simplify
300     (op @0 integer_onep)
301     (non_lvalue @0)))
303 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
304    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
305    toward zero.
306    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
307 (simplify
308  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
309  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
310       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
311           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
312           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
313   (rshift @0 @2)))
315 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
316    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
317    traps enables better optimizations than these anyway.  */
318 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
319  /* 0 / X is always zero.  */
320  (simplify
321   (div integer_zerop@0 @1)
322   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
323   (if (!integer_zerop (@1))
324    @0))
325   /* X / -1 is -X.  */
326  (simplify
327    (div @0 integer_minus_onep@1)
328    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
329     (negate @0)))
330  /* X / X is one.  */
331  (simplify
332   (div @0 @0)
333   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
334      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
335   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
336    { build_one_cst (type); }))
337  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
338  (simplify
339    (div:C @0 (abs @0))
340    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
341         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
342     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
343           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
344  /* X / -X is -1.  */
345  (simplify
346    (div:C @0 (negate @0))
347    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
348         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
349     { build_minus_one_cst (type); })))
351 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
352    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
353 (simplify
354  (floor_div @0 @1)
355  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
356       && TYPE_UNSIGNED (type))
357   (trunc_div @0 @1)))
359 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
360    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
361 (for div (trunc_div exact_div)
362  (simplify
363   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
364   (with {
365     wi::overflow_type overflow;
366     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
367                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
368    }
369    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
370         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
371     (if (!overflow)
372      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
373      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
374           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
375       { build_zero_cst (type); }))))))
377 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
378    overflow is different.  */
379 (simplify
380  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
381  (with {
382    wi::overflow_type overflow;
383    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
384                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
385   }
386   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
387      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
388   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
389    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
391 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
392    NaNs or Infinities.  */
393 (simplify
394  (rdiv @0 @0)
395  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
396       && ! HONOR_NANS (type)
397       && ! HONOR_INFINITIES (type))
398   { build_one_cst (type); }))
400 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
401    NaNs or Infinities.  */
402 (simplify
403  (rdiv:C @0 (negate @0))
404  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
405       && ! HONOR_NANS (type)
406       && ! HONOR_INFINITIES (type))
407   { build_minus_one_cst (type); }))
409 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
410 (simplify
411  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
412   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
413        && ! HONOR_NANS (type)
414        && ! HONOR_INFINITIES (type))
415    (switch
416     (if (types_match (type, float_type_node))
417      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
418     (if (types_match (type, double_type_node))
419      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
420     (if (types_match (type, long_double_type_node))
421      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
423 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
424 (simplify
425  (rdiv @0 real_onep)
426  (if (!HONOR_SNANS (type))
427   (non_lvalue @0)))
429 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
430 (simplify
431  (rdiv @0 real_minus_onep)
432  (if (!HONOR_SNANS (type))
433   (negate @0)))
435 (if (flag_reciprocal_math)
436  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
437  (simplify
438   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
439   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
441  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
442  (simplify
443   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
444   (with
445    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
446    (if (tem)
447     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
449  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
450  (simplify
451   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
452    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
454 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
455 (simplify
456  (rdiv @0 (negate @1))
457  (rdiv (negate @0) @1))
459 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
460  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
461     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
462  (for op (lt le gt ge)
463       neg_op (gt ge lt le)
464   (simplify
465    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
466    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
467     (switch
468      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
469       (op @1 @2))
470      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
471      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
472       (neg_op @1 @2)))))))
474 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
475 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
476  (simplify
477   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
478   (if (integer_pow2p (@2)
479        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
480        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
481        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
482    (rshift (convert @0)
483            { build_int_cst (integer_type_node,
484                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
486 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
487    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
488    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
489    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
490    tell if it is or not in a portable manner.  */
491 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
492  (simplify
493   (rdiv @0 cst@1)
494   (if (optimize)
495    (if (flag_reciprocal_math
496         && !real_zerop (@1))
497     (with
498      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
499      (if (tem)
500       (mult @0 { tem; } )))
501     (if (cst != COMPLEX_CST)
502      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
503       (if (inverse)
504        (mult @0 { inverse; } ))))))))
506 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
507  /* 0 % X is always zero.  */
508  (simplify
509   (mod integer_zerop@0 @1)
510   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
511   (if (!integer_zerop (@1))
512    @0))
513  /* X % 1 is always zero.  */
514  (simplify
515   (mod @0 integer_onep)
516   { build_zero_cst (type); })
517  /* X % -1 is zero.  */
518  (simplify
519   (mod @0 integer_minus_onep@1)
520   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
521    { build_zero_cst (type); }))
522  /* X % X is zero.  */
523  (simplify
524   (mod @0 @0)
525   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
526   (if (!integer_zerop (@0))
527    { build_zero_cst (type); }))
528  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
529  (simplify
530   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
531   @2)
532  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
533  (simplify
534   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
535   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
536        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
537        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
538                              TYPE_SIGN (type)))
539    { build_zero_cst (type); }))
540  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
541     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
542  (for cmp (eq ne)
543   (simplify
544    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
545    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
546     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
547      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
549 /* X % -C is the same as X % C.  */
550 (simplify
551  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
552   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
553        && !TREE_OVERFLOW (@1)
554        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
555        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
556        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
557        && !sign_bit_p (@1, @1))
558    (trunc_mod @0 (negate @1))))
560 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
561 (simplify
562  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
563  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
564       && !TYPE_UNSIGNED (type)
565       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
566       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
567       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
568          Y might be -1, because we would then change valid
569          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
570       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
571           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
572                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
573   (trunc_mod @0 (convert @1))))
575 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
576 (simplify
577  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
578  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
579   (convert (trunc_mod @0 @1))))
581 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
582    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
583    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
584    to A & ((C << N) - 1).  */
585 (match (power_of_two_cand @1)
586  INTEGER_CST@1)
587 (match (power_of_two_cand @1)
588  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
589 (for mod (trunc_mod floor_mod)
590  (simplify
591   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
592   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
593         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
594         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
595         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
596    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
598 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
599 (simplify
600  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
601  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
602   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
603                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
604                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
605                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
607 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
608 (simplify
609  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
610  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
611   (bit_and @0 (negate @1))))
613 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
614 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
615  (simplify
616   (div (mult:c @0 @1) @1)
617   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
618        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
619    @0)))
621 (for op (negate abs)
622  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
623  (for coss (COS COSH)
624   (simplify
625    (coss (op @0))
626     (coss @0)))
627  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
628  (for pows (POW)
629   (simplify
630    (pows (op @0) REAL_CST@1)
631    (with { HOST_WIDE_INT n; }
632     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
633      (pows @0 @1)))))
634  /* Likewise for powi.  */
635  (for pows (POWI)
636   (simplify
637    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
638    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
639     (pows @0 @1))))
640  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
641  (for hypots (HYPOT)
642   (simplify
643    (hypots (op @0) @1)
644    (hypots @0 @1))
645   (simplify
646    (hypots @0 (op @1))
647    (hypots @0 @1)))
648  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
649  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
650   (simplify
651    (copysigns (op @0) @1)
652    (copysigns @0 @1))))
654 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
655 (simplify
656  (mult (abs@1 @0) @1)
657  (mult @0 @0))
659 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
660 (simplify
661  (mult (absu@1 @0) @1)
662  (mult (convert@2 @0) @2))
664 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
665 (for coss (COS COSH)
666      copysigns (COPYSIGN)
667  (simplify
668   (coss (copysigns @0 @1))
669    (coss @0)))
671 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
672 (for pows (POW)
673      copysigns (COPYSIGN)
674  (simplify
675   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
676   (with { HOST_WIDE_INT n; }
677    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
678     (pows @0 @1)))))
679 /* Likewise for powi.  */
680 (for pows (POWI)
681      copysigns (COPYSIGN)
682  (simplify
683   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
684   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
685    (pows @0 @1))))
687 (for hypots (HYPOT)
688      copysigns (COPYSIGN)
689  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
690  (simplify
691   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
692   (hypots @0 @2))
693  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
694  (simplify
695   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
696   (hypots @0 @1)))
698 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
699 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
700  (simplify
701   (copysigns @0 REAL_CST@1)
702   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
703    (negate (abs @0))
704    (abs @0))))
706 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
707 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
708  (simplify
709   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
710   (copysigns @0 @2)))
712 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
713 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
714  (simplify
715   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
716   (mult @0 @0)))
718 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
719 (for ccoss (CCOS CCOSH)
720  (simplify
721   (ccoss (negate @0))
722    (ccoss @0)))
724 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
725 (for ops (conj negate)
726  (for cabss (CABS)
727   (simplify
728    (cabss (ops @0))
729    (cabss @0))))
731 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
732 (simplify
733  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
734   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
735        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
736    (lshift @0 @2)))
738 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
739    into ((1 << C) >> x). */
740 (simplify
741  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
742   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
743        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
744        && single_use (@1))
745    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
746      (rshift (lshift @0 @2) @3)
747    (with
748     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
749     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
751 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
752 (simplify
753  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
754   (if (flag_associative_math
755        && single_use (@3))
756    (with
757     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
758     (if (tem)
759      (rdiv { tem; } @1)))))
761 /* Simplify ~X & X as zero.  */
762 (simplify
763  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
764   { build_zero_cst (type); })
766 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
767 (simplify
768   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
769   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
770     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
772 (for bitop (bit_and bit_ior)
773      cmp (eq ne)
774  /* PR35691: Transform
775     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
776     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
777  (simplify
778   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
779    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
780         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
781         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
782     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
783  /* Transform:
784     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
785     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
786  (simplify
787   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
788    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
789         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
790         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
791     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
793 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
794 (simplify
795  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
796   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
797 (simplify
798  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
799  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
800   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
802 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
803 (simplify
804  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
805   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
807 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
808 (for op (bit_ior bit_xor plus)
809  (simplify
810   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
811    (bit_xor @0 @1))
812  (simplify
813   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
814   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
815    (bit_xor @0 @1))))
817 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
818 (simplify
819   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
820   (bit_ior @0 @1))
822 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
823 (simplify
824  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
825  @2)
827 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
828 (simplify
829  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
830  (bit_not (bit_and @0 @1)))
832 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
833 (simplify
834  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
835  (bit_and @0 @1))
837 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
838 (simplify
839  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
840  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
842 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
843 (for op (bit_and bit_xor)
844  (simplify
845   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
846   @2))
848 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
849 (simplify
850  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
851  @2)
853 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
854 (simplify
855  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
856  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
858 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
859 (simplify
860  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
861  (bit_and @0 (bit_not @1)))
863 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
864 #if GIMPLE
865 (simplify
866  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
867  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
868       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
869   (bit_xor @0 @1)))
870 #endif
872 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
873    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
874    Similarly if (N & M) == 0,
875    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
876    and for - instead of + (or unary - instead of +)
877    and/or ^ instead of |.
878    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
879 (for op (plus minus)
880  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
881   (simplify
882    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
883     (with
884      { tree pmop[2];
885        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
886                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
887                                        NULL_TREE, pmop); }
888      (if (utype)
889       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
890                             (convert:utype { pmop[1]; }))
891                         (convert:utype @2))))))
892   (simplify
893    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
894     (with
895      { tree pmop[2];
896        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
897                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
898                                        @4, pmop); }
899      (if (utype)
900       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
901                             (convert:utype { pmop[1]; }))
902                         (convert:utype @2)))))))
903  (simplify
904   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
905    (with
906     { tree pmop[2];
907       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
908                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
909                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
910     (if (utype)
911      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
912                            (convert:utype { pmop[1]; }))
913                        (convert:utype @2)))))))
914 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
915  (simplify
916   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
917    (with
918     { tree pmop[2];
919       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
920                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
921                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
922     (if (utype)
923      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
924                        (convert:utype @1)))))))
926 /* X % Y is smaller than Y.  */
927 (for cmp (lt ge)
928  (simplify
929   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
930   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
931    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
932 (for cmp (gt le)
933  (simplify
934   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
935   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
936    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
938 /* x | ~0 -> ~0  */
939 (simplify
940  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
941  @1)
943 /* x | 0 -> x  */
944 (simplify
945  (bit_ior @0 integer_zerop)
946  @0)
948 /* x & 0 -> 0  */
949 (simplify
950  (bit_and @0 integer_zerop@1)
951  @1)
953 /* ~x | x -> -1 */
954 /* ~x ^ x -> -1 */
955 /* ~x + x -> -1 */
956 (for op (bit_ior bit_xor plus)
957  (simplify
958   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
959   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
961 /* x ^ x -> 0 */
962 (simplify
963   (bit_xor @0 @0)
964   { build_zero_cst (type); })
966 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
967 (simplify
968   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
969   (bit_not @0))
971 /* x & ~0 -> x  */
972 (simplify
973  (bit_and @0 integer_all_onesp)
974   (non_lvalue @0))
976 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
977 (for bitop (bit_and bit_ior)
978  (simplify
979   (bitop @0 @0)
980   (non_lvalue @0)))
982 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
983 #if GIMPLE
984 (simplify
985  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
986  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
987       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
988   @0))
989 #endif
991 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
992 (simplify
993  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
994  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
996 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
997 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
998 (for bitop (bit_and bit_ior)
999  (simplify
1000   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1001   (bitop @0 (bit_not @1))))
1003 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1004 (simplify
1005  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1006  @2)
1008 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1009 (simplify
1010  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1011  (bit_not @0))
1013 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1014 (simplify
1015  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1016  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1018 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1019 (simplify
1020  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1021  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1023 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1024 (simplify
1025  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1026  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1028 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1029 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1030 (for bitop (bit_and bit_ior)
1031      rbitop (bit_ior bit_and)
1032  (simplify
1033   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1034   (bitop @1 @2)))
1036 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1037 (simplify
1038  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1039  (bit_xor @0 @1))
1041 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1042 (simplify
1043  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1044  (bit_and @0 @1))
1046 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1047 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1048 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1049 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1050  (simplify
1051   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1052   (bit_ior @0 @1)))
1054 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1055 (simplify
1056  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1057  (plus @0 @1))
1059 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1060 (simplify
1061  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1062  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1063       && !TYPE_SATURATING (type))
1064   (bit_and @0 @1)))
1066 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1067 (simplify
1068  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1069  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1070       && !TYPE_SATURATING (type))
1071   (bit_ior @0 @1)))
1073 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1074 (simplify
1075  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1076  (bit_and @0 @1))
1078 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1079 (simplify
1080  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1081  (bit_xor @0 @1))
1083 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1084 (simplify
1085  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1086  (bit_xor @0 @1))
1088 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1089 (simplify
1090  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1091  (bit_and @0 @1))
1093 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1094 (simplify
1095  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1096  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1098 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1099 (simplify
1100  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1101  (bit_xor @0 @1))
1103 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1104    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1105 (for op (bit_and bit_ior)
1106      rop (bit_ior bit_and)
1107  (simplify
1108   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1109   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1110        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1111    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1113 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1114    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1115    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1116    simplifications.  */
1117 (for op (bit_xor plus)
1118  (simplify
1119   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1120       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1121   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1122        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1123        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1124    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1126 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1127 (simplify
1128  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1129  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1130   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1132 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1133 (simplify
1134  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1135  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1136       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1137   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1139 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1140 (simplify
1141  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1142  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1143   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1145 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1146 (for opo (bit_and bit_xor)
1147      opi (bit_xor bit_and)
1148  (simplify
1149   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1150   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1152 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1153    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1154    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1155    constants are involved.  For example, convert
1156      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1157    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1158 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1159      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1160  (simplify
1161   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1162   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1163        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1164    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1166 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1167 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1168    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1169 (for op (bit_and bit_ior)
1170  (simplify
1171   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1172   @2))
1173 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1174 (simplify
1175  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1176  (convert @0))
1177 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1178    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1179 (for op (bit_and bit_ior)
1180  (simplify
1181   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1182   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1183        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1184    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1185     (op @3 (convert @2))
1186     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1187      (op (convert @1) @5))))))
1188 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1189 (simplify
1190  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1191  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1192       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1193   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1195 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1196    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1197 (simplify
1198  (abs (abs@1 @0))
1199  @1)
1201 (simplify
1202  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1203  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1204   @1))
1206 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1207 (simplify
1208  (abs (negate @0))
1209  (abs @0))
1211 (simplify
1212  (absu (negate @0))
1213  (absu @0))
1215 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1216 (simplify
1217  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1218  @0)
1220 (simplify
1221  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1222  (convert @0))
1224 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1225 (match negate_expr_p
1226  INTEGER_CST
1227  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1228        && TYPE_UNSIGNED (type))
1229       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1230           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1231 (match negate_expr_p
1232  FIXED_CST)
1233 (match negate_expr_p
1234  (negate @0)
1235  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1236 (match negate_expr_p
1237  REAL_CST
1238  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1239 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1240    ways.  */
1241 (match negate_expr_p
1242  VECTOR_CST
1243  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1244 (match negate_expr_p
1245  (minus @0 @1)
1246  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1247       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1248           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1249           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1251 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1252 (simplify
1253  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1254   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1255        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1256    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1258 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1259 (simplify
1260  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1261  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1262       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1263   (minus (negate @1) @0)))
1265 /* -(A - B) -> B - A.  */
1266 (simplify
1267  (negate (minus @0 @1))
1268  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1269       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1270           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1271           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1272   (minus @1 @0)))
1273 (simplify
1274  (negate (pointer_diff @0 @1))
1275  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1276   (pointer_diff @1 @0)))
1278 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1279 (simplify
1280  (minus @0 negate_expr_p@1)
1281  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1282  (plus @0 (negate @1))))
1284 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1285    when profitable.
1286    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1287    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1288    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1289    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1290 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1291  (simplify
1292   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1293   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1294          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1295          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1296         || types_match (@0, @1))
1297        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1298           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1299           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1300           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1301           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1302        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1303        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1304               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1305            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1306            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1307               mode.  */
1308            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1309            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1310               of its mode.  */
1311            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1312    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1314 (for bitop (bit_and bit_ior)
1315      rbitop (bit_ior bit_and)
1316   /* (x | y) & x -> x */
1317   /* (x & y) | x -> x */
1318  (simplify
1319   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1320   @0)
1321  /* (~x | y) & x -> x & y */
1322  /* (~x & y) | x -> x | y */
1323  (simplify
1324   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1325   (bitop @0 @1)))
1327 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1328 (simplify
1329   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1330   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1332 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1333 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1334  (simplify
1335   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1336   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1337    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1338       folded to a constant.  */
1339    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1340    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1341       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1342       the values involved are such that the operation can't be decided at
1343       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1344       that combination can be decided at compile time.
1346       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1347       oscillation.  */
1348    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1349     (if (cst1)
1350      (bitop @1 { cst1; })
1351      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1352       (if (cst2)
1353        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1355 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1356    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1357 (match truth_valued_p
1358  @0
1359  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1360 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1361  (match truth_valued_p
1362   (op @0 @1)))
1363 (match truth_valued_p
1364   (truth_not @0))
1366 (match (logical_inverted_value @0)
1367  (truth_not @0))
1368 (match (logical_inverted_value @0)
1369  (bit_not truth_valued_p@0))
1370 (match (logical_inverted_value @0)
1371  (eq @0 integer_zerop))
1372 (match (logical_inverted_value @0)
1373  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1374 (match (logical_inverted_value @0)
1375  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1377 /* X & !X -> 0.  */
1378 (simplify
1379  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1380  { build_zero_cst (type); })
1381 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1382 (for op (bit_ior bit_xor)
1383  (simplify
1384   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1385   { constant_boolean_node (true, type); }))
1386 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1387 (for op (eq ne)
1388  (simplify
1389   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1390   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1392 /* ~~x -> x */
1393 (simplify
1394   (bit_not (bit_not @0))
1395   @0)
1397 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1398 (simplify
1399  (bit_not (convert? (negate @0)))
1400  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1401       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1402   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1404 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1405 (simplify
1406  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1407  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1409 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1410 (simplify
1411  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1412  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1413       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1414   (convert (negate @0))))
1415 (simplify
1416  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1417  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1418       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1419   (convert (negate @0))))
1421 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1422 (simplify
1423  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1424  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1425   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1426 (simplify
1427  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1428  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1429   (convert (bit_xor @0 @1))))
1431 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1432 (simplify
1433  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1434  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1435   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1437 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1438 (simplify
1439  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1440  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1442 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1443 (simplify
1444  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1445  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1446       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1447   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1449 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1450 (for cmp (gt lt ge le)
1451 (simplify
1452  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1453   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1455 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1456    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1457 (for cmp (eq ne)
1458  (simplify
1459   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1460   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1461        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1462        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1463    (cmp @0 @2))))
1465 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1466    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1467 (for cmp (eq ne)
1468  (simplify
1469   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1470   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1471        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1472        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1473    (cmp @0 @2))))
1475 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1476    x * C RELOP y * C into:
1478    x RELOP y for nonnegative C
1479    y RELOP x for negative C  */
1480 (for cmp (lt gt le ge)
1481  (simplify
1482   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1483   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1484        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1485    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1486     (cmp @0 @2)
1487    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1488         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1489     (cmp @2 @0))))))
1491 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1492 (for cmp (le gt)
1493      icmp (gt le)
1494  (simplify
1495   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1496    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1497         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1498         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1499         && (wi::to_wide (@2)
1500             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1501     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1502      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1504 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1505 (for cmp (simple_comparison)
1506  (simplify
1507   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1508   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1509        && types_match (@0, @1))
1510    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1511     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1512      (cmp @1 @0)
1513      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1514       (with
1515        {
1516         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1517        }
1518        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1519     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1520      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1521       (cmp @0 @1)
1522       (with
1523        {
1524         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1525        }
1526        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1528 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1529 (for cmp (simple_comparison)
1530  (simplify
1531   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1532   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1533        && integer_nonzerop (@1)
1534        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1535        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1536    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1537            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1538                                                    &neg_overflow); }
1539     (switch
1540      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1541        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1542         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1543         (if (code == LT_EXPR)
1544          (lt @0 { lo; })
1545          (ge @0 { lo; }))))
1546      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1547        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1548         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1549         (if (code == LE_EXPR)
1550          (le @0 { hi; })
1551          (gt @0 { hi; }))))
1552      (if (!lo && !hi)
1553       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1554      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1555       (ge @0 { lo; }))
1556      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1557       (le @0 { hi; }))
1558      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1559       (lt @0 { lo; }))
1560      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1561       (gt @0 { hi; }))
1562      (if (GENERIC)
1563       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1564                            lo, hi); })
1565      (with
1566       {
1567         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1568         if (etype)
1569           {
1570             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1571               etype = unsigned_type_for (etype);
1572             hi = fold_convert (etype, hi);
1573             lo = fold_convert (etype, lo);
1574             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1575           }
1576       }
1577       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1578        (if (code == EQ_EXPR)
1579         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1580         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1582 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1583 (for op (lt le ge gt)
1584  (simplify
1585   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1586   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1587        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1588    (op @0 @1))))
1589 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1590 (for op (eq ne minus)
1591  (simplify
1592   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1593   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1594        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1595            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1596    (op @0 @1))))
1598 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1599 (for op (lt le ge gt)
1600  (simplify
1601   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1602   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1603        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1604    (op @0 @1))))
1605 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1606 (for op (eq ne minus)
1607  (simplify
1608   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1609   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1610        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1611            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1612    (op @0 @1))))
1613 /* And for pointers...  */
1614 (for op (simple_comparison)
1615  (simplify
1616   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1617   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1618    (op @0 @1))))
1619 (simplify
1620  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1621  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1622       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1623   (pointer_diff @0 @1)))
1625 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1626 (for op (lt le ge gt)
1627  (simplify
1628   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1629   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1630        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1631    (op @1 @0))))
1632 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1633 (for op (eq ne minus)
1634  (simplify
1635   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1636   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1637        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1638            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1639    (op @1 @0))))
1640 /* And for pointers...  */
1641 (for op (simple_comparison)
1642  (simplify
1643   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1644   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1645    (op @1 @0))))
1646 (simplify
1647  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1648  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1649       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1650   (pointer_diff @1 @0)))
1652 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1653 (for op (lt le gt ge)
1654  (simplify
1655   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1656   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1657        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1658        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1659        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1660    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1661 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1662 (for op (eq ne)
1663  (simplify
1664   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1665   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1666        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1667            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1668        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1669        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1670        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1671    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1672  (simplify
1673   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1674   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1675        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1676        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1677    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1679 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1680    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1681 (for op (simple_comparison)
1682  (simplify
1683   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1684   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1685        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1686            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1687                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1688        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1689    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1691 /* Transform:
1692    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1693    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1694 (for cmp (eq ne)
1695      ocmp (lt ge)
1696  (simplify
1697   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1698   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1699        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1700        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1701        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1702    (ocmp @0 @1))))
1704 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1705 (for cmp (eq ne)
1706  (simplify
1707   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1708   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1709    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1711 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1712    possibly set.  */
1713 (match with_possible_nonzero_bits
1714  INTEGER_CST@0)
1715 (match with_possible_nonzero_bits
1716  SSA_NAME@0
1717  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1718 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1719 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1720  with_possible_nonzero_bits@0)
1721 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1722  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1724 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1725    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1726 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1727  INTEGER_CST@0)
1728 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1729  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1731 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1732 (for cmp (eq ne)
1733  (simplify
1734   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1735   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1736    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1738 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1739    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1740    zero throughout its computed value range,
1741    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1742    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1743    and 0's otherwise.
1744    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1745    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1746    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1748 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1749      outer_op (bit_xor bit_ior)
1750 (simplify
1751  (outer_op
1752   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1753  (with
1754   {
1755     bool fail = false;
1756     wide_int zero_mask_not;
1757     wide_int C0;
1758     wide_int cst_emit;
1760     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1761       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1762     else
1763       fail = true;
1765     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1766       {
1767         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1768         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1769       }
1770     else
1771       {
1772         C0 = wi::to_wide (@0);
1773         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1774       }
1775   }
1776   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1777    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1778    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1779     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1781 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1782 (simplify
1783   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1784   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1786 /* Pattern match
1787      tem1 = (long) ptr1;
1788      tem2 = (long) ptr2;
1789      tem3 = tem2 - tem1;
1790      tem4 = (unsigned long) tem3;
1791      tem5 = ptr1 + tem4;
1792    and produce
1793      tem5 = ptr2;  */
1794 (simplify
1795   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1796   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1797   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1798        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1799             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1800    @1))
1801 (simplify
1802   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1803   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1804    (convert @1)))
1806 /* Pattern match
1807      tem = (sizetype) ptr;
1808      tem = tem & algn;
1809      tem = -tem;
1810      ... = ptr p+ tem;
1811    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1812      ... = ptr & ~algn;  */
1813 (simplify
1814   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1815   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1816    (bit_and @0 { algn; })))
1818 /* Try folding difference of addresses.  */
1819 (simplify
1820  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1821  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1822   (with { poly_int64 diff; }
1823    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1824     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1825 (simplify
1826  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1827  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1828   (with { poly_int64 diff; }
1829    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1830     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1831 (simplify
1832  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1833  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1834       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1835   (with { poly_int64 diff; }
1836    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1837     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1838 (simplify
1839  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1840  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1841       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1842   (with { poly_int64 diff; }
1843    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1844     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1846 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1847    be able to fold this expression using the object or function's
1848    alignment.  */
1849 (simplify
1850  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1851  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1852       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1853   (with
1854    {
1855      unsigned int align;
1856      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1857      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1858    }
1859    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1860     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1861                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1864 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1865 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1867  /* Contract negates.  */
1868  /* A + (-B) -> A - B */
1869  (simplify
1870   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1871   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1872   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1873        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1874    (with
1875     {
1876      tree t1 = type;
1877      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1878          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1879        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1880     }
1881     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1882  /* A - (-B) -> A + B */
1883  (simplify
1884   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1885   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1886        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1887    (with
1888     {
1889      tree t1 = type;
1890      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1891          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1892        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1893     }
1894     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1895  /* -(T)(-A) -> (T)A
1896     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1897     happen without overflow.  */
1898  (simplify
1899   (negate (convert (negate @1)))
1900   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1901        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1902            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1903                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1904        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1905        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1906    (convert @1)))
1907  (simplify
1908   (negate (convert negate_expr_p@1))
1909   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1910        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1911             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1912             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1913            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1914    (convert (negate @1))))
1915  (simplify
1916   (negate (nop_convert (negate @1)))
1917   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1918        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1919    (view_convert @1)))
1921  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1922     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1923  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1924       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1926   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1927      irrespective of overflow issues.  */
1928   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1929   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1930   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1931   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1932   (simplify
1933     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1934     @1)
1935   (simplify
1936     (minus (minus @0 @1) @0)
1937     (negate @1))
1938   (simplify
1939     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1940     @0)
1941   (simplify
1942    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1943    (negate @1))
1944   (simplify
1945    (minus @0 (minus @0 @1))
1946    @1)
1947   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1948   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1949   /* More cases are handled with comparisons.  */
1950   (simplify
1951    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1952    (plus @2 @1))
1953   (simplify
1954    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1955    (minus @2 @1))
1956   (simplify
1957    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1958    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1959         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1960     (pointer_diff @2 @1)))
1961   (simplify
1962    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1963    (plus @1 @2))
1965   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1966      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1967      scalars.  */
1968   (for outer_op (plus minus)
1969    (for inner_op (plus minus)
1970         neg_inner_op (minus plus)
1971     (simplify
1972      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1973                CONSTANT_CLASS_P@2)
1974      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1975      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1976       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
1977          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
1978       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1979        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1980         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1981         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
1982       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1983            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1984        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1985         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1986         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1987        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1988           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1989           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1990        (if (types_match (type, @0))
1991         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1992                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1993                                         type, @1, @2); }
1994          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1995           (inner_op @0 { cst; } )
1996           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1997           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1998                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1999            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2000            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2001            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2002             (if (utype)
2003              (view_convert (inner_op
2004                             (view_convert:utype @0)
2005                             (view_convert:utype
2006                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2008   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2009   (for outer_op (plus minus)
2010    (simplify
2011     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
2012     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2013      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2014       (minus { cst; } @0)))))
2016   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
2017   (simplify
2018    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
2019    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2020     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2021      (plus { cst; } @0))))
2023   /* ~A + A -> -1 */
2024   (simplify
2025    (plus:c (bit_not @0) @0)
2026    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2027     { build_all_ones_cst (type); }))
2029   /* ~A + 1 -> -A */
2030   (simplify
2031    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2032    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2033     (negate (convert @0))))
2035   /* -A - 1 -> ~A */
2036   (simplify
2037    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2038    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2039         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2040     (bit_not (convert @0))))
2042   /* -1 - A -> ~A */
2043   (simplify
2044    (minus integer_all_onesp @0)
2045    (bit_not @0))
2047   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2048   (simplify
2049    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2050     (convert? @0))
2051    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2052         /* For integer types, if A has a smaller type
2053            than T the result depends on the possible
2054            overflow in P + A.
2055            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2056            However, if an overflow in P + A would cause
2057            undefined behavior, we can assume that there
2058            is no overflow.  */
2059         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2060             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2061     (convert @1)))
2062   (simplify
2063    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2064     (convert @0))
2065    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2066         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2067            final type requires a sign- or zero-extension,
2068            then we have to punt - it is not defined which
2069            one is correct.  */
2070         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2071             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2072             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2073     (convert @1)))
2074    (simplify
2075     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2076     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2077        thus sign-extended if necessary.  */
2078     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2079      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2080         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2081         we don't want to diagnose overflow here.  */
2082      (convert (view_convert:stype @1))))
2084   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2085   (simplify
2086    (minus (convert? @0)
2087     (convert (plus:c @@0 @1)))
2088    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2089         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2090         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2091     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2092      (convert (negate (convert:utype @1))))
2093     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2094          /* For integer types, if A has a smaller type
2095             than T the result depends on the possible
2096             overflow in P + A.
2097             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2098             However, if an overflow in P + A would cause
2099             undefined behavior, we can assume that there
2100             is no overflow.  */
2101          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2102              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2103      (negate (convert @1)))))
2104   (simplify
2105    (minus (convert @0)
2106     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2107    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2108         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2109         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2110     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2111      (convert (negate (convert:utype @1))))
2112     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2113          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2114             final type requires a sign- or zero-extension,
2115             then we have to punt - it is not defined which
2116             one is correct.  */
2117          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2118              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2119              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2120      (negate (convert @1)))))
2121    (simplify
2122     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2123     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2124        thus sign-extended if necessary.  */
2125     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2126      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2127         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2128         we don't want to diagnose overflow here.  */
2129      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2131   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2132   (simplify
2133    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2134     (convert (plus:c @0 @2)))
2135    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2136         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2137         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2138         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2139     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2140      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2141     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2142           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2143          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2144              /* For integer types, if A has a smaller type
2145                 than T the result depends on the possible
2146                 overflow in P + A.
2147                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2148                 However, if an overflow in P + A would cause
2149                 undefined behavior, we can assume that there
2150                 is no overflow.  */
2151              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2152                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2153                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2154                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2155      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2156   (simplify
2157    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2158     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2159    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2160         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2161         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2162     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2163      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2164     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2165          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2166             final type requires a sign- or zero-extension,
2167             then we have to punt - it is not defined which
2168             one is correct.  */
2169          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2170              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2171              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2172              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2173              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2174      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2175    (simplify
2176     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2177     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2178        thus sign-extended if necessary.  */
2179     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2180      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2181         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2182         we don't want to diagnose overflow here.  */
2183      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2184             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2186 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2187     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2188 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2189      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2190  (for plusminus (plus minus)
2191   (simplify
2192    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2193    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2194          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2195          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2196              && tree_expr_nonzero_p (@0)
2197              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2198         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2199            original operand (but not on both).  */
2200         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
2201     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
2202   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2203   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2204    (simplify
2205     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2206     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2207           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2208           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2209               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2210               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2211          && single_use (@3))
2212      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2213    (simplify
2214     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2215     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2216           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2217           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2218               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2219               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2220          && single_use (@3))
2221      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2223 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2225 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2226  (simplify
2227   (minmax @0 @0)
2228   @0))
2229 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2230 (simplify
2231  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2232  @1)
2233 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2234 (simplify
2235  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2236  @1)
2237 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2238 (simplify
2239  (max:c @0 (negate @0))
2240  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2241       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2242           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2243   (abs @0)))
2244 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2245 (simplify
2246  (min:c @0 (negate @0))
2247  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2248       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2249           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2250   (negate (abs @0))))
2251 (simplify
2252  (min @0 @1)
2253  (switch
2254   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2255        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2256        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2257    @1)
2258   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2259        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2260        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2261    @0)))
2262 (simplify
2263  (max @0 @1)
2264  (switch
2265   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2266        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2267        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2268    @1)
2269   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2270        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2271        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2272    @0)))
2274 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2275 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2276 (simplify
2277  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2278   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2279    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2280     @2
2281     @0)))
2283 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2284 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2285 (simplify
2286  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2287   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2288    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2289     @0
2290     @2)))
2292 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2293    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2294 (for minmax (min max)
2295  (simplify
2296   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2297   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2298        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2299        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2300        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2301    (minmax @1 (convert @2)))))
2303 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2304  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2305     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2306  (simplify
2307   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2308   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2309        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2310    @0)))
2311 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2312    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2313    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2314    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2315    worry about it either.  */
2316 (if (flag_finite_math_only)
2317  (simplify
2318   (FMIN_ALL @0 @1)
2319   (min @0 @1))
2320  (simplify
2321   (FMAX_ALL @0 @1)
2322   (max @0 @1)))
2323 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2324 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2325      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2326  (simplify
2327   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2328   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2329        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2330            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2331    (negate (maxmin @0 @1)))))
2332 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2333    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2334 (for minmax (min max)
2335  maxmin (max min)
2336  (simplify
2337   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2338   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2340 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2341 (for minmax (min min max max)
2342      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2343      out    (le  gt  ge  lt )
2344  (simplify
2345   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2346   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2347    (out @0 @1))))
2348 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2349    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2350 (for cmp (eq ne)
2351  (simplify
2352   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2353   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2354                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2355    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2356    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2357                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2358     (cmp @0 @2)))))
2359 (for cmp (eq ne)
2360  (simplify
2361   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2362   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2363                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2364    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2365    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2366                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2367     (cmp @0 @2)))))
2368 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2369 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2370      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2371      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2372  (simplify
2373   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2374   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2376 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2378 (for rotate (lrotate rrotate)
2379  (simplify
2380   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2381   @0))
2383 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2384 (simplify
2385  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2386  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2387       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2388   @0))
2390 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2391 (simplify
2392  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2393  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2394   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2396 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2397    types.  */
2398 (simplify
2399  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2400  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2401       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2402   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2404 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2405  (simplify
2406   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2407   (non_lvalue @0))
2408  (simplify
2409   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2410   @0)
2411  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2412     if vector2 is uniform.  */
2413  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2414   (simplify
2415    (shiftrotate @0 vec@1)
2416    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2417     (if (tem)
2418      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2420 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2421    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2422 #if GIMPLE
2423 (for shift (lshift rshift)
2424  (simplify
2425   (shift @0 SSA_NAME@1)
2426    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2427     (with {
2428       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2429       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2430      }
2431      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2432       @0)))))
2433 #endif
2435 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2436    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2437 (simplify
2438  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2439  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2440                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2441                                            element_precision (type)), @1); }))
2443 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2444 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2445  (simplify
2446   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2447   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2448    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2449         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2450         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2451         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2452     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2453                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2454      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2455         being well defined.  */
2456      (if (low >= prec)
2457       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2458        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2459        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2460         { build_zero_cst (type); }
2461         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2462       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2465 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2466    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2467 (for cmp (ne eq)
2468      icmp (eq ne)
2469  (simplify
2470   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2471   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2473 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2474    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2475    if CST2 != 0.  */
2476 (for cmp (ne eq)
2477  (simplify
2478   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2479   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2480    (if (cand < 0
2481         || (!integer_zerop (@2)
2482             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2483     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2484     (if (!integer_zerop (@2)
2485          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2486      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2488 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2489         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2490    if the new mask might be further optimized.  */
2491 (for shift (lshift rshift)
2492  (simplify
2493   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2494            INTEGER_CST@2)
2495    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2496         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2497         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2498         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2499         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2500     (with
2501      {
2502        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2503        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2504        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2505        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2506        unsigned int prec;
2508        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2509          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2510        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2511                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2512          {
2513            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2514            tree arg00 = @0;
2515            /* See if more bits can be proven as zero because of
2516               zero extension.  */
2517            if (@3 != @0
2518                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2519              {
2520                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2521                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2522                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2523                  {
2524                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2525                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2526                    if (shiftc < prec)
2527                      shift_type = inner_type;
2528                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2529                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2530                       is all ones.  */
2531                  }
2532              }
2533            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2534            if (shiftc < prec)
2535              {
2536                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2537                zerobits <<= prec - shiftc;
2538              }
2539            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2540               can contain actually sign bits, so no transformation is
2541               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2542               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2543            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2544                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2545              {
2546                if ((mask & zerobits) == 0)
2547                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2548                else
2549                  zerobits = 0;
2550              }
2551          }
2552      }
2553      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2554      (if ((mask & zerobits) == mask)
2555       { build_int_cst (type, 0); }
2556       (with { newmask = mask | zerobits; }
2557        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2558         (with
2559          {
2560            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2561               mode's mask.  */
2562            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2563                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2564              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2565                break;
2566          }
2567          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2568               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2569           (with
2570            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2571            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2572             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2573              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2574              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2576 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2577    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2578 (for shift (lshift rshift)
2579  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2580   (simplify
2581    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2582    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2583     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2584      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2586 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2587 (simplify
2588  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2589   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2590        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2591            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2592            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2593    (with
2594     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2595      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2597 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2598    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2599 (for rotate (lrotate rrotate)
2600  (simplify
2601   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2602    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2603          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2604          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2605         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2606             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2607     (with
2608      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2609       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2611 /* Simplifications of conversions.  */
2613 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2614 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2615  (simplify
2616   (cvt @0)
2617   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2618        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2619    @0)))
2621 /* Contract view-conversions.  */
2622 (simplify
2623   (view_convert (view_convert @0))
2624   (view_convert @0))
2626 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2627    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2628 (simplify
2629   (view_convert @0)
2630   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2631        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2632        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2633    (convert @0)))
2635 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2636    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2637 (simplify
2638   (view_convert (convert@0 @1))
2639   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2640        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2641        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2642        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2643            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2644                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2645    (view_convert @1)))
2647 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
2648 (simplify
2649   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
2650   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
2651        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
2652    { build_zero_cst (type); }))
2654 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2655    barriers can be removed.  */
2656 (simplify
2657  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2658  @0)
2659 (simplify
2660  (paren (paren@1 @0))
2661  @1)
2663 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2664 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2665  (for icvt (convert float)
2666   (simplify
2667    (ocvt (icvt@1 @0))
2668    (with
2669     {
2670       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2671       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2672       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2673       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2674       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2675       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2676       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2677       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2678       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2679       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2680       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2681       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2682       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2683       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2684       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2685       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2686       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2687       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2688       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2689       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2690     }
2691    (switch
2692     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2693        handled below, if we are converting something to its own
2694        type via an object of identical or wider precision, neither
2695        conversion is needed.  */
2696     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2697           || (GENERIC
2698               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2699          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2700              || (inter_float && final_float))
2701          && inter_prec >= final_prec)
2702      (ocvt @0))
2704     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2705        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2706        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2707        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2708        then we sometimes need the middle conversion.  */
2709     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2710          && (final_int || final_float)
2711          && inter_prec >= inside_prec
2712          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2713      (ocvt @0))
2715     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2716        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2717        final conversion does not change precision we can drop the
2718        intermediate conversion.  */
2719     (if (inside_int && inter_int && final_int
2720          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2721               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2722              || final_prec == inter_prec))
2723      (ocvt @0))
2725     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2726         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2727         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2728         - the intermediate type is narrower than both initial and
2729           final, or
2730         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2731           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2732         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2733           intermediate and final types differ, or
2734         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2735           initial and intermediate types differ.  */
2736     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2737          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2738          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2739          && ! (inside_int && inter_int
2740                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2741                && inter_prec < final_prec)
2742          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2743              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2744          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2745          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2746      (ocvt @0))
2748     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2749        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2750     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2751          && final_int && inter_int && inside_int
2752          && final_prec == inside_prec
2753          && final_prec > inter_prec
2754          && inter_unsignedp)
2755      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2756                               (inside_type,
2757                                wi::mask (inter_prec, false,
2758                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2760     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2761        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2762        floating-point conversion.  */
2763     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2764          && inside_int && inter_float && final_int &&
2765          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2766          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2767      (convert @0)))))))
2769 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2770    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2771    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2772 (simplify
2773   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2774   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2775        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2776        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2777        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2778                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2779    (convert @0)))
2782 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2783 (simplify
2784   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2785   (convert @0))
2787 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
2788 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
2789      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
2790   (simplify
2791    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
2792    @0))
2794 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
2795 (for op (plus minus)
2796  (simplify
2797   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
2798   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
2799        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
2800    (with
2801      {
2802        wi::overflow_type overflow;
2803        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2804                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
2805      }
2806      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
2807          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
2808       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
2809       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2810        (convert (op (convert:utype @0)
2811                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
2813 /* Canonicalization of binary operations.  */
2815 /* Convert X + -C into X - C.  */
2816 (simplify
2817  (plus @0 REAL_CST@1)
2818  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2819   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2820    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2821     (minus @0 { tem; })))))
2823 /* Convert x+x into x*2.  */
2824 (simplify
2825  (plus @0 @0)
2826  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2827   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2828   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2829    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2831 /* 0 - X  ->  -X.  */
2832 (simplify
2833  (minus integer_zerop @1)
2834  (negate @1))
2835 (simplify
2836  (pointer_diff integer_zerop @1)
2837  (negate (convert @1)))
2839 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2840    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2841    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2842 (simplify
2843  (minus real_zerop@0 @1)
2844  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2845   (negate @1)))
2847 /* Transform x * -1 into -x.  */
2848 (simplify
2849  (mult @0 integer_minus_onep)
2850  (negate @0))
2852 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2853    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2854 (simplify
2855  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
2856  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2857       && single_use (@3)
2858       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2859   (mult (mult @0 @2) @1)))
2861 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2862    number.  */
2863 (match compositional_complex
2864  (convert? (complex @0 @1)))
2866 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2867 (simplify
2868  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2869  @0)
2870 (simplify
2871  (realpart (complex @0 @1))
2872  @0)
2873 (simplify
2874  (imagpart (complex @0 @1))
2875  @1)
2877 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2878 (simplify
2879  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2880  (convert (realpart @0)))
2881 (simplify
2882  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2883  (convert (negate (imagpart @0))))
2884 (for part (realpart imagpart)
2885  (for op (plus minus)
2886   (simplify
2887    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2888    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2889 (simplify
2890  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2891  (convert (COS @0)))
2892 (simplify
2893  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2894  (convert (SIN @0)))
2896 /* conj(conj(x)) -> x  */
2897 (simplify
2898  (conj (convert? (conj @0)))
2899  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2900   (convert @0)))
2902 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2903 (simplify
2904  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2905  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2906   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2908 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2909 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2910  (simplify
2911   (bswap (bswap @0))
2912   @0)
2913  (simplify
2914   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2915   (bit_not @0))
2916  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2917   (simplify
2918    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2919    (bitop @0 (bswap @1)))))
2922 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2924 /* Simplify constant conditions.
2925    Only optimize constant conditions when the selected branch
2926    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2927    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2928    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2929    this one as we depend on doing this transform before possibly
2930    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2931    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2932    genmatch cannot handle.  */
2933 (simplify
2934  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2935  (if (integer_zerop (@0))
2936   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2937    @2)
2938   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2939    @1)))
2940 (simplify
2941  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2942  (if (integer_all_onesp (@0))
2943   @1
2944   (if (integer_zerop (@0))
2945    @2)))
2947 /* Sink unary operations to constant branches, but only if we do fold it to
2948    constants.  */
2949 (for op (negate bit_not abs absu)
2950  (simplify
2951   (op (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2))
2952   (with
2953    {
2954      tree cst1, cst2;
2955      cst1 = const_unop (op, type, @1);
2956      if (cst1)
2957        cst2 = const_unop (op, type, @2);
2958    }
2959    (if (cst1 && cst2)
2960     (vec_cond @0 { cst1; } { cst2; })))))
2962 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2963    be extended.  */
2964 /* This pattern implements two kinds simplification:
2966    Case 1)
2967    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2968      1) Conversions are type widening from smaller type.
2969      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2970      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2971    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2972    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2973    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2974    referred var is always benefitial for complicated cases.
2976    Case 2)
2977    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2978 (for cmp (lt le gt ge eq)
2979  (simplify
2980   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2981   (with
2982    {
2983      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2984      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2985      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2987      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2988          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2989          && (types_match (c1_type, from_type)
2990              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2991                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2992                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2993          && (types_match (c2_type, from_type)
2994              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2995                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2996                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2997        {
2998          if (cmp != EQ_EXPR)
2999            {
3000              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
3001                {
3002                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3003                  if (cmp == LE_EXPR)
3004                    code = LT_EXPR;
3005                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3006                  if (cmp == GT_EXPR)
3007                    code = GE_EXPR;
3008                }
3009              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
3010                {
3011                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3012                  if (cmp == LT_EXPR)
3013                    code = LE_EXPR;
3014                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3015                  if (cmp == GE_EXPR)
3016                    code = GT_EXPR;
3017                }
3018              if (code != ERROR_MARK
3019                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
3020                {
3021                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3022                    code = MIN_EXPR;
3023                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3024                    code = MAX_EXPR;
3025                }
3026            }
3027          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
3028          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
3029            code = EQ_EXPR;
3030        }
3031    }
3032    (if (code == MAX_EXPR)
3033     (convert (max @1 (convert @2)))
3034     (if (code == MIN_EXPR)
3035      (convert (min @1 (convert @2)))
3036      (if (code == EQ_EXPR)
3037       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
3038                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
3040 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
3042      1) OP is PLUS or MINUS.
3043      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
3044      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
3046    This pattern also handles special cases like:
3048      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
3049         integer zero.  In this case,
3050           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
3051           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
3052      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
3053         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
3054         code.
3056    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
3057    simplified at the moment because C standard requires additional
3058    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
3059    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
3060 (for op (plus minus)
3061  (for cmp (lt le gt ge)
3062   (simplify
3063    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3064    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
3065     (if (types_match (from_type, to_type)
3066          /* Check if it is special case A).  */
3067          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3068              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
3069              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
3070              && integer_zerop (@1)
3071              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
3072      (with
3073       {
3074         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
3075         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
3076         wide_int real_c1;
3077         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3078         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3079         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3080         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
3082         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
3083             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
3084             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
3085         if (!types_match (from_type, to_type))
3086           {
3087             if (cmp_code == LT_EXPR)
3088               cmp_code = GT_EXPR;
3089             if (cmp_code == GE_EXPR)
3090               cmp_code = LE_EXPR;
3091             c1 = wi::max_value (to_type);
3092           }
3093         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
3094            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
3095            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
3096            if it is undefined.  */
3097         if (op == PLUS_EXPR)
3098           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
3099         else
3100           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
3102         code = cmp_code;
3103         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
3104           {
3105             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
3106                by adjusting comparison operation if necessary.  */
3107             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3108                 && !overflow)
3109               {
3110                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3111                 if (cmp_code == LE_EXPR)
3112                   code = LT_EXPR;
3113                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3114                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3115                   code = GE_EXPR;
3116               }
3117             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3118                 && !overflow)
3119               {
3120                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3121                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3122                   code = LE_EXPR;
3123                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3124                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3125                   code = GT_EXPR;
3126               }
3127             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3128               {
3129                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3130                   code = MIN_EXPR;
3131                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3132                   code = MAX_EXPR;
3133               }
3134           }
3135       }
3136       (if (code == MAX_EXPR)
3137        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3138            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3139        (if (code == MIN_EXPR)
3140         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3141             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3143 (for cnd (cond vec_cond)
3144  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3145  (simplify
3146   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3147   (cnd @0 @1 @3))
3148  (simplify
3149   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3150   (cnd @0 @1 @3))
3151  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3152  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3153     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3154     The following is still important to merge then and else arm cases
3155     from if-conversion.  */
3156  (simplify
3157   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3158   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3159    (cnd @0 @1 @3)))
3160  (simplify
3161   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3162   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3163    (cnd @0 @3 @4)))
3165  /* A ? B : B -> B.  */
3166  (simplify
3167   (cnd @0 @1 @1)
3168   @1)
3170  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3171  (simplify
3172   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3173   (cnd @0 @2 @1)))
3175 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3176    return all -1 or all 0 results.  */
3177 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3178    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3179 (simplify
3180  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3181  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3182       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3183                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3184       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3185           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3186   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3188 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3189 (simplify
3190  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3191  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3192       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3193                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3194       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3195           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3196   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3199 /* Simplifications of comparisons.  */
3201 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3202    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3203    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3204 (for cmp  (le gt)
3205      acmp (lt ge)
3206  (simplify
3207   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3208   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3209    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
3210      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3211                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3212                                                      wi::to_wide (cst)
3213                                                      + 1)); })))))
3214 (for cmp  (ge lt)
3215      acmp (gt le)
3216  (simplify
3217   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3218   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3219    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
3220     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3221                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3222                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
3224 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3225    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3226    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3227    that with expression code iteration.  */
3228 (for cmp (tcc_comparison)
3229      icmp (inverted_tcc_comparison)
3230      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3231  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3232     and handle some more cases by using
3233       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3234     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3235     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3236  (simplify
3237   (bit_not (cmp @0 @1))
3238   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3239        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3240    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3241       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3242       a computed operator in the replacement tree thus we have
3243       to play the trick below.  */
3244    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3245              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3246     (if (ic == icmp)
3247      (icmp @0 @1)
3248      (if (ic == ncmp)
3249       (ncmp @0 @1))))))
3250  (simplify
3251   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3252   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3253             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3254    (if (ic == icmp)
3255     (icmp @0 @1)
3256     (if (ic == ncmp)
3257      (ncmp @0 @1))))))
3259 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3260    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3261    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3262    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3263    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3264 (for cmp (eq ne)
3265  (for sub (minus pointer_diff)
3266   (simplify
3267    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3268    (if (single_use (@2))
3269     (cmp @0 @1)))))
3271 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3272    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3273    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3274    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3275 (for cmp (simple_comparison)
3276      scmp (swapped_simple_comparison)
3277  (simplify
3278   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3279   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3280   (if (integer_zerop (@1))
3281    (cmp @1 @2)
3282    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3283         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3284         && single_use (@3))
3285     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3286     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3287      (scmp @0 @2)
3288      (cmp @0 @2))))))
3290 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3291    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3292 (for cmp (eq ge le)
3293  (simplify
3294   (cmp @0 @0)
3295   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3296        || ! HONOR_NANS (@0))
3297    { constant_boolean_node (true, type); }
3298    (if (cmp != EQ_EXPR)
3299     (eq @0 @0)))))
3300 (for cmp (ne gt lt)
3301  (simplify
3302   (cmp @0 @0)
3303   (if (cmp != NE_EXPR
3304        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3305        || ! HONOR_NANS (@0))
3306    { constant_boolean_node (false, type); })))
3307 (for cmp (unle unge uneq)
3308  (simplify
3309   (cmp @0 @0)
3310   { constant_boolean_node (true, type); }))
3311 (for cmp (unlt ungt)
3312  (simplify
3313   (cmp @0 @0)
3314   (unordered @0 @0)))
3315 (simplify
3316  (ltgt @0 @0)
3317  (if (!flag_trapping_math)
3318   { constant_boolean_node (false, type); }))
3320 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3321 (for cmp (simple_comparison)
3322  (simplify
3323   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3324   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3325    (cmp @1 @0))))
3327 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3328 (for cmp (simple_comparison)
3329      scmp (swapped_simple_comparison)
3330  (simplify
3331   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3332   (if (single_use (@2)
3333        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3334    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3336 (for cmp (simple_comparison)
3337  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3338  (simplify
3339   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3340   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3341        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3342            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3343        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3344            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3345    (with
3346     {
3347       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3348       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3349         {
3350           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3351           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3352               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3353             type1 = float_type_node;
3354           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3355               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3356             type1 = double_type_node;
3357         }
3358       tree newtype
3359         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3360            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3361     }
3362     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3363      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3365  (simplify
3366   (cmp @0 REAL_CST@1)
3367   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3368   (switch
3369    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3370    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3371     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3372    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3373    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3374         && ! HONOR_SNANS (@1))
3375     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3376    /* Fold comparisons against infinity.  */
3377    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3378         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3379     (with
3380      {
3381        REAL_VALUE_TYPE max;
3382        enum tree_code code = cmp;
3383        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3384        if (neg)
3385          code = swap_tree_comparison (code);
3386      }
3387      (switch
3388       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3389       (if (code == GT_EXPR
3390            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3391        { constant_boolean_node (false, type); })
3392       (if (code == LE_EXPR)
3393        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3394        (if (! HONOR_NANS (@0))
3395         { constant_boolean_node (true, type); }
3396         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3397            an "invalid" exception.  */
3398         (if (!flag_trapping_math)
3399          (eq @0 @0))))
3400       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3401          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3402       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3403            || code == GE_EXPR)
3404        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3405         (if (neg)
3406          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3407          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3408       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3409       (if (code == LT_EXPR)
3410        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3411         (if (neg)
3412          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3413          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3414       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3415          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3416       (if (code == NE_EXPR)
3417        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3418         (if (! HONOR_NANS (@0))
3419          (if (neg)
3420           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3421           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3422          (if (neg)
3423           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3424           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3426  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3427     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3428     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3429     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3430  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3431   (for op (plus minus)
3432    (simplify
3433     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3434     (with
3435      {
3436        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3437                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3438      }
3439      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3440       (cmp @0 { tem; }))))))
3442  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3443     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3444     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3445     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3446  (if (flag_associative_math)
3447   (simplify
3448    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3449    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3450     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3451      (cmp { tem; } @1)))))
3453  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3454  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3455       && ! flag_errno_math)
3456   (for sq (SQRT)
3457    (simplify
3458     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3459     (switch
3460      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3461       (switch
3462        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3463        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3464         { constant_boolean_node (false, type); })
3465        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3466           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3467        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3468         { constant_boolean_node (true, type); })
3469        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3470        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3471      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3472       (switch
3473        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3474        (if (cmp == LT_EXPR)
3475         { constant_boolean_node (false, type); })
3476        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3477        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3478         { constant_boolean_node (true, type); })
3479        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3480        (if (cmp == LE_EXPR)
3481         (eq @0 @1))
3482        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3483           == or !=.  In the last case:
3485             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3487           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3488           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3489        (cmp @0 @1)))
3490      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3491       (with
3492        {
3493          REAL_VALUE_TYPE c2;
3494          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3495                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3496          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3497        }
3498        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3499         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3500         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3501          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3502          { constant_boolean_node (false, type); })
3503         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3504         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3505      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3506       (with
3507        {
3508          REAL_VALUE_TYPE c2;
3509          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3510                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3511          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3512        }
3513        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3514         (switch
3515          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3516             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3517          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3518           { constant_boolean_node (true, type); })
3519          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3520             don't care about NaNs.  */
3521          (if (! HONOR_NANS (@0))
3522           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3523          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3524             don't care about Infinities.  */
3525          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3526           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3527          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3528          (if (GENERIC)
3529           (truth_andif
3530            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3531            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3532         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3533         (if (! HONOR_NANS (@0))
3534          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3535          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3536          (if (GENERIC)
3537           (truth_andif
3538            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3539            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3540    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3541    (simplify
3542     (cmp (sq @0) (sq @1))
3543       (if (! HONOR_NANS (@0))
3544         (cmp @0 @1))))))
3546 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
3547 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3548      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
3549  (simplify
3550   (cmp (float@0 @1) (float @2))
3551    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3552         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3553     (with
3554      {
3555        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
3556        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3557        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
3558        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
3559        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
3560      }
3561      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
3562           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
3563       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
3564        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
3565        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
3566             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
3567         (icmp @1 (convert @2))
3568         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
3569              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
3570          (icmp (convert:type2 @1) @2)
3571          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
3572               && type1_signed_p == type2_signed_p)
3573           (icmp @1 @2))))))))))
3575 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3576 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3577      icmp (le le eq ne ge ge)
3578  (simplify
3579   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3580    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3581         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3582     (with
3583      {
3584        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3585        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3586        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3587        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3588           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3589           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3590           -fno-signaling-nans.  */
3591        bool exception_p
3592          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3593                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3594      }
3595      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3596         -fno-trapping-math.  */
3597      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
3598       (with
3599        {
3600          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3601          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3602          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3603          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3605          REAL_VALUE_TYPE icst;
3606          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3607            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3608          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3609            real_floor (&icst, fmt, cst);
3610          else
3611            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3613          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3615          bool overflow_p = false;
3616          wide_int icst_val
3617            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3618        }
3619        (switch
3620         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3621         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3622          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3623                                   type); })
3624         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3625          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3626                                   type); })
3627         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3628         (if (cst_int_p)
3629          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3630                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3631         )
3632         /* When CST is fractional, optimize
3633             (FTYPE) N == CST -> 0
3634             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3635         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3636          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3637         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3638         (with
3639          {
3640            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3641          }
3642          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3644 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3645 (for cmp (eq ne)
3646  (simplify
3647   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3648   (if (!integer_zerop (@1))
3649    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3650     (cmp @0 @2)
3651     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3652      (with
3653       {
3654         wi::overflow_type ovf;
3655         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3656                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3657       }
3658       (if (ovf)
3659        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3660        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3661 (for cmp (lt le gt ge)
3662  (simplify
3663   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3664   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3665    (with
3666     {
3667       wi::overflow_type ovf;
3668       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3669                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3670     }
3671     (if (ovf)
3672      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3673                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3674                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3675      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3677 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
3679    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
3680    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
3681    multiplication computed modulo 2^size.
3682    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
3683 (for cmp  (lt le gt ge)
3684      cmp2 (ge ge lt lt)
3685  (simplify
3686   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3687   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
3688        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3689        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3690    (with
3691     {
3692       tree utype = TREE_TYPE (@2);
3693       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
3694       wide_int right = wi::to_wide (@2);
3695       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
3696       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
3697       bool small = wi::leu_p (right, smax);
3698       bool large = wi::geu_p (right, smin);
3699     }
3700     (if (small || large)
3701      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
3702      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
3704 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3705 (simplify
3706  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3707  (if (types_match (@0, @1))
3708   (unordered @0 @1)))
3709 (simplify
3710  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3711  (if (types_match (@0, @1))
3712   (ordered @0 @1)))
3713 (simplify
3714  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3715  @2)
3716 (simplify
3717  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3718  @2)
3720 /* Simple range test simplifications.  */
3721 /* A < B || A >= B -> true.  */
3722 (for test1 (lt le le le ne ge)
3723      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3724  (simplify
3725   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3726   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3727        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3728    { constant_boolean_node (true, type); })))
3729 /* A < B && A >= B -> false.  */
3730 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3731      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3732  (simplify
3733   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3734   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3735        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3736    { constant_boolean_node (false, type); })))
3738 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3739    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3741    Note that comparisons
3742      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3743      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3744    will be canonicalized to above so there's no need to
3745    consider them here.
3746  */
3748 (for cmp (le gt)
3749      eqcmp (eq ne)
3750  (simplify
3751   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3752   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3753    (with
3754     {
3755      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3756      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3757      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3758      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3759      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3760     }
3761     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3762          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3763       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3764              { build_zero_cst (ty); }))))))
3766 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3767 (for cmp (tcc_comparison)
3768      scmp (swapped_tcc_comparison)
3769  (simplify
3770   (cmp (negate @0) (negate @1))
3771   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3772        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3773            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3774    (scmp @0 @1)))
3775  (simplify
3776   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3777   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3778        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3779            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3780    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3781     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3782      (scmp @0 { tem; }))))))
3784 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3785 (for op (eq ne)
3786  (simplify
3787   (op (abs @0) zerop@1)
3788   (op @0 @1)))
3790 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3791    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3792 (for cmp (simple_comparison)
3793  (simplify
3794   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3795   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3796        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3797           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3798        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3799             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3800                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
3801                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
3802                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
3803        && single_use (@0))
3804    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3805         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3806             || @1 != @10)
3807         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3808             || cmp == NE_EXPR
3809             || cmp == EQ_EXPR)
3810         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3811     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3812        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3813        constant which fold_convert produces.  */
3814     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3815      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3816                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3817      (cmp @00 (convert @1)))
3819     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3820      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3821      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3822            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3823            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3824                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3825           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3826               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3827                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3828                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3829                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3830               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3831                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3832                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3833       (cmp @00 (convert @10))
3834       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3835            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3836            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3837        (with
3838         {
3839           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3840           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3841           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3842           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3843         }
3844         (if (above || below)
3845          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3846           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3847           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3848            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3849            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3850             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3852 (for cmp (eq ne)
3853  /* A local variable can never be pointed to by
3854     the default SSA name of an incoming parameter.
3855     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3856  (simplify
3857   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3858   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3859        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3860    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3861     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3862          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3863      (if (cmp == NE_EXPR)
3864       { constant_boolean_node (true, type); }
3865       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3867 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3868 (for cmp (eq ne)
3870  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3871     Similarly for NE_EXPR.  */
3872  (simplify
3873   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3874   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3875        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3876    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3878  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3879  (simplify
3880   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3881   (cmp @0 @1))
3883  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3884     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3885  (simplify
3886   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3887   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3889  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3890  (simplify
3891   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3892   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3893    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3895  (simplify
3896   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3897   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3898    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3900 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3901    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3902 (for cmp (eq ne)
3903      icmp (ne eq)
3904  (simplify
3905   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3906   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3908 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3909    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3910 (simplify
3911  (cond
3912   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3913   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
3914  (if (integer_pow2p (@2))
3915   (with {
3916      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3917                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3918    }
3919    (if (shift > 0)
3920     (bit_and
3921      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3922     (bit_and
3923      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
3924      @2)))))
3926 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3927    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3928 (for cmp (eq ne)
3929      ncmp (ge lt)
3930  (simplify
3931   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3932   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3933        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3934        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3935        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3936    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3937     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3939 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3940    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3941 (simplify
3942  (cond
3943   (lt @0 integer_zerop)
3944   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
3945  (if (integer_pow2p (@1)
3946       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3947   (with {
3948     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3949    }
3950    (if (shift >= 0)
3951     (bit_and
3952      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3953      @1)
3954     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3955        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3956     (bit_and (convert @0) @1)))))
3958 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3959    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3960    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3961    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3962 (for cmp (simple_comparison)
3963  (simplify
3964   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3965   (with
3966    {
3967      poly_int64 off0, off1;
3968      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3969      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3970      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3971        {
3972          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3973          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3974        }
3975      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3976        {
3977          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3978          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3979        }
3980    }
3981    (if (base0 && base1)
3982     (with
3983      {
3984        int equal = 2;
3985        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3986           the value expressions might point to fields/elements
3987           of other vars etc.  */
3988        if (GENERIC
3989            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3990                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3991          ;
3992        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3993                 && decl_in_symtab_p (base1))
3994          equal = symtab_node::get_create (base0)
3995                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3996        else if ((DECL_P (base0)
3997                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3998                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3999                 && (DECL_P (base1)
4000                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
4001                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
4002          equal = (base0 == base1);
4003        if (equal == 0)
4004          {
4005            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
4006            off0.is_constant (&ioff0);
4007            off1.is_constant (&ioff1);
4008            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
4009                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
4010                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
4011                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
4012                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
4013                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
4014                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
4015                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
4016                       will not end up being string-merged.  */
4017                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
4018                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
4019                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
4020                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
4021              ;
4022            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
4023              equal = 2;
4024            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
4025              equal = 2;
4026            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
4027               valid equalities where one pointer is the offset zero
4028               of one object and the other to one past end of another one.  */
4029            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
4030              ;
4031            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
4032               variables.  */
4033            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
4034              ;
4035            else
4036              {
4037                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
4038                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
4039                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
4040                   punt.  */
4041                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
4042                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
4043                  equal = 2;
4044                else
4045                  {
4046                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
4047                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
4048                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
4049                       of one object and the other is pointing to one past the
4050                       last byte of the other object, punt.  */
4051                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
4052                      equal = 2;
4053                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
4054                      equal = 2;
4055                    /* If both offsets are the same, there are some cases
4056                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
4057                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
4058                    if (equal == 2
4059                        && known_eq (off0, off1)
4060                        && (known_ne (off0, 0)
4061                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
4062                      equal = 0;
4063                  }
4064              }
4065          }
4066      }
4067      (if (equal == 1
4068           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4069               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
4070               || known_eq (off0, off1)
4071               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4072                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
4073               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4074                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
4075       (switch
4076        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4077         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
4078        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4079         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
4080        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
4081         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
4082        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
4083         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
4084        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
4085         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
4086        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
4087         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
4088       (if (equal == 0)
4089         (switch
4090          (if (cmp == EQ_EXPR)
4091           { constant_boolean_node (false, type); })
4092          (if (cmp == NE_EXPR)
4093           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
4095 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
4096 (for neeq (ne eq)
4097  (simplify
4098   (neeq @0 @1)
4099   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4100        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
4101    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
4103 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
4104    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
4105    Disable the transform if either operand is pointer to function.
4106    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
4107    canonicalizaion is not wanted.  */
4109 (for cmp (ne eq)
4110  (simplify
4111   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
4112   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4113          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4114          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4115         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4116             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4117             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4118        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
4119    (cmp @0 (convert @1)))))
4121 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
4122 (for cmp (lt gt le ge)
4123  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
4124     the specified precision will have known values.  */
4125  (simplify
4126   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
4127   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4128         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4129         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4130        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
4131    (with
4132     {
4133       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
4134       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
4135       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
4136       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
4137       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
4138       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
4139     }
4140     (switch
4141      (if (wi::to_wide (cst) == max)
4142       (switch
4143        (if (cmp == GT_EXPR)
4144         { constant_boolean_node (false, type); })
4145        (if (cmp == GE_EXPR)
4146         (eq @2 @1))
4147        (if (cmp == LE_EXPR)
4148         { constant_boolean_node (true, type); })
4149        (if (cmp == LT_EXPR)
4150         (ne @2 @1))))
4151      (if (wi::to_wide (cst) == min)
4152       (switch
4153        (if (cmp == LT_EXPR)
4154         { constant_boolean_node (false, type); })
4155        (if (cmp == LE_EXPR)
4156         (eq @2 @1))
4157        (if (cmp == GE_EXPR)
4158         { constant_boolean_node (true, type); })
4159        (if (cmp == GT_EXPR)
4160         (ne @2 @1))))
4161      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
4162       (switch
4163        (if (cmp == GT_EXPR)
4164         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4165                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4166                                                       wi::to_wide (cst)
4167                                                       + 1)); }))
4168        (if (cmp == LE_EXPR)
4169         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4170                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4171                                                       wi::to_wide (cst)
4172                                                       + 1)); }))))
4173      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
4174       (switch
4175        (if (cmp == GE_EXPR)
4176         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4177                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4178                                                       wi::to_wide (cst)
4179                                                       - 1)); }))
4180        (if (cmp == LT_EXPR)
4181         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4182                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4183                                                       wi::to_wide (cst)
4184                                                       - 1)); }))))
4185      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
4186           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
4187           /* We will flip the signedness of the comparison operator
4188              associated with the mode of @1, so the sign bit is
4189              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
4190              max associated with this sign bit.  */
4191           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
4192           /* signed_type does not work on pointer types.  */
4193           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
4194       /* The following case also applies to X < signed_max+1
4195          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
4196       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4197        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
4198         (switch
4199          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
4200           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4201          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
4202           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4203          (if (cmp == LE_EXPR)
4204           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4205          (if (cmp == GT_EXPR)
4206           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
4208 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4209  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
4210  (simplify
4211   (cmp @0 REAL_CST@1)
4212   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4213        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
4214    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
4215                             ? false : true, type); })))
4217 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
4218 (simplify
4219  (ne @0 integer_zerop)
4220  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4221       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4222   (non_lvalue @0)))
4223 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
4224 (simplify
4225  (eq @0 integer_onep)
4226  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4227       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4228   (non_lvalue @0)))
4229 /* Do not handle
4230    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4231    bool_var != 1 becomes !bool_var
4232    here because that only is good in assignment context as long
4233    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4234    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4235    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4237 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4238    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4239    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4240    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
4241 (for cmp (lt le ge gt)
4242      out (gt gt le le)
4243  (simplify
4244   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
4245   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4246        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4247        && wi::to_wide (@1) != 0
4248        && single_use (@2))
4249    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
4250     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4251                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
4252                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4254 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4255    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4256    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4257 (for cmp (gt le)
4258  (simplify
4259   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4260   (if (single_use (@2)
4261        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4262        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4263        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4264    (cmp @1 @0))))
4266 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4267 /* A - B > A  */
4268 (for cmp (gt le)
4269      out (ne eq)
4270  (simplify
4271   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4272   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4273        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4274    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4275 /* A + B < A  */
4276 (for cmp (lt ge)
4277      out (ne eq)
4278  (simplify
4279   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4280   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4281        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4282    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4284 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
4285    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4286 (for cmp (lt ge)
4287      out (ne eq)
4288  (simplify
4289   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
4290   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4291    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4292     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4294 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
4295    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
4296    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
4297    section that follows this one.
4299    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
4300    the following:
4302    - the rule describes an identity
4304    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
4305      multiplication
4307    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
4308      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
4309      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
4310      when the operand has that value.)  */
4312 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4313  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
4314  (simplify
4315   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
4316   (if (!HONOR_SNANS (type))
4317    @0))
4319  (for op (plus minus)
4320   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
4321   (simplify
4322    (op (rdiv @0 @1)
4323        (rdiv @2 @1))
4324    (rdiv (op @0 @2) @1)))
4326  (for cmp (lt le gt ge)
4327       neg_cmp (gt ge lt le)
4328   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
4329   (simplify
4330    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4331    (with
4332     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
4333     (if (tem
4334          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
4335               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
4336      (switch
4337       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4338        (cmp @0 { tem; }))
4339       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4340        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
4342  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
4343  (for root (SQRT CBRT)
4344   (simplify
4345    (mult (root:s @0) (root:s @1))
4346     (root (mult @0 @1))))
4348  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
4349  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4350   (simplify
4351    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
4352     (exps (plus @0 @1))))
4354  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
4355  (for root (SQRT CBRT)
4356   (simplify
4357    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
4358     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
4360  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
4361  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4362   (simplify
4363    (rdiv @0 (exps:s @1))
4364     (mult @0 (exps (negate @1)))))
4366  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4367       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4368   /* logN(expN(x)) -> x.  */
4369   (simplify
4370    (logs (exps @0))
4371    @0)
4372   /* expN(logN(x)) -> x.  */
4373   (simplify
4374    (exps (logs @0))
4375    @0))
4377  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
4378     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
4379     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
4380  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
4381       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
4382   (simplify
4383    (logs (exps @0))
4384    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4385     (with {
4386       tree x;
4387       switch (exps)
4388         {
4389         CASE_CFN_EXP:
4390           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
4391           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
4392           break;
4393         CASE_CFN_EXP2:
4394           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
4395           x = build_real (type, dconst2);
4396           break;
4397         CASE_CFN_EXP10:
4398         CASE_CFN_POW10:
4399           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
4400           {
4401             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
4402             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
4403             x = build_real (type, dconst10);
4404           }
4405           break;
4406         default:
4407           gcc_unreachable ();
4408         }
4409       }
4410      (mult (logs { x; }) @0)))))
4412  (for logs (LOG LOG
4413             LOG2 LOG2
4414             LOG10 LOG10)
4415       exps (SQRT CBRT)
4416   (simplify
4417    (logs (exps @0))
4418    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4419     (with {
4420       tree x;
4421       switch (exps)
4422         {
4423         CASE_CFN_SQRT:
4424           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
4425           x = build_real (type, dconsthalf);
4426           break;
4427         CASE_CFN_CBRT:
4428           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
4429           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
4430           break;
4431         default:
4432           gcc_unreachable ();
4433         }
4434       }
4435      (mult { x; } (logs @0))))))
4437  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4438  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4439       pows (POW)
4440   (simplify
4441    (logs (pows @0 @1))
4442    (mult @1 (logs @0))))
4444  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4445     or if C is a positive power of 2,
4446     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4447 #if GIMPLE
4448  (for pows (POW)
4449       exps (EXP)
4450       logs (LOG)
4451       exp2s (EXP2)
4452       log2s (LOG2)
4453   (simplify
4454    (pows REAL_CST@0 @1)
4455    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4456         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4457         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4458            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
4459            beneficial for all constants to postpone this until later,
4460            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
4461            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
4462            pessimization.  */
4463         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4464     (with {
4465        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
4466        bool use_exp2 = false;
4467        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
4468            && value->cl == rvc_normal)
4469          {
4470            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
4471            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
4472            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
4473              use_exp2 = true;
4474          }
4475      }
4476      (if (!use_exp2)
4477       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
4478        (exps (mult (logs @0) @1)))
4479       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
4480 #endif
4482  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
4483  (for pows (POW)
4484       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4485       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4486   (simplify
4487    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
4488    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4489         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4490     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
4492  (for sqrts (SQRT)
4493       cbrts (CBRT)
4494       pows (POW)
4495       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4496   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4497   (simplify
4498    (sqrts (exps @0))
4499    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4500   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4501   (simplify
4502    (cbrts (exps @0))
4503    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4504   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4505   (simplify
4506    (pows (exps @0) @1)
4507    (exps (mult @0 @1))))
4509  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4510  (for tans (TAN)
4511       atans (ATAN)
4512   (simplify
4513    (tans (atans @0))
4514    @0)))
4516  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
4517  (for sins (SIN)
4518       atans (ATAN)
4519       sqrts (SQRT)
4520       copysigns (COPYSIGN)
4521   (simplify
4522    (sins (atans:s @0))
4523    (with
4524      {
4525       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
4526       build_sinatan_real (&r_cst, type);
4527       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
4528       tree t_one = build_one_cst (type);
4529      }
4530     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4531      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
4532       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
4533       (copysigns { t_one; } @0))))))
4535 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
4536  (for coss (COS)
4537       atans (ATAN)
4538       sqrts (SQRT)
4539       copysigns (COPYSIGN)
4540   (simplify
4541    (coss (atans:s @0))
4542    (with
4543      {
4544       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
4545       build_sinatan_real (&r_cst, type);
4546       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
4547       tree t_one = build_one_cst (type);
4548       tree t_zero = build_zero_cst (type);
4549      }
4550     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4551      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
4552       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
4553       (copysigns { t_zero; } @0))))))
4555  (if (!flag_errno_math)
4556   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
4557   (for sinhs (SINH)
4558        atanhs (ATANH)
4559        sqrts (SQRT)
4560    (simplify
4561     (sinhs (atanhs:s @0))
4562     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
4563     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
4565   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
4566   (for coshs (COSH)
4567        atanhs (ATANH)
4568        sqrts (SQRT)
4569    (simplify
4570     (coshs (atanhs:s @0))
4571     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
4572     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
4574 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4575 (simplify
4576  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4577  (abs @0))
4579 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4580 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4581  (simplify
4582   (fns (fns @0))
4583   (fns @0)))
4584 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4585 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4586  (simplify
4587   (fns integer_valued_real_p@0)
4588   @0))
4590 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4591 (simplify
4592  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4593  (abs @0))
4595 /* pow(1,x) -> 1.  */
4596 (simplify
4597  (POW real_onep@0 @1)
4598  @0)
4600 (simplify
4601  /* copysign(x,x) -> x.  */
4602  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4603  @0)
4605 (simplify
4606  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4607  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4608  (abs @0))
4610 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4611  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4612  (simplify
4613   (scale real_zerop@0 @1)
4614   @0)
4615  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4616  (simplify
4617   (scale @0 integer_zerop@1)
4618   @0)
4619  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4620  (simplify
4621   (scale REAL_CST@0 @1)
4622   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4623    @0)))
4625 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4626    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4628    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4629    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4630    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4631    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4633 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4634  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4635  (simplify
4636   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4637    (SIN @0))
4639  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4640  (simplify
4641   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4642   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4643    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4645  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4646  (simplify
4647   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4648    (TAN @0))
4650  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4651  (simplify
4652   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4653    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4655  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4656  (simplify
4657   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4658   (if (! HONOR_NANS (@0)
4659        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4660    (COS @0)))
4662  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4663  (simplify
4664   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4665   (if (! HONOR_NANS (@0)
4666        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4667    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4669  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4670  (simplify
4671   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4672    (POW @0 (plus @1 @2)))
4674  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4675  (simplify
4676   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4677    (POW (mult @0 @2) @1))
4679  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4680  (simplify
4681   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4682    (POWI (mult @0 @2) @1))
4684  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4685  (simplify
4686   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4687   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4688    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4690  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4691  (simplify
4692   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4693    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4695  (for sqrts (SQRT)
4696       cbrts (CBRT)
4697       pows (POW)
4698   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4699   (simplify
4700    (sqrts (sqrts @0))
4701    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4702   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4703   (simplify
4704    (sqrts (cbrts @0))
4705    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4706   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4707   (simplify
4708    (cbrts (sqrts @0))
4709    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4710   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4711   (simplify
4712    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4713    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4714   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4715   (simplify
4716    (sqrts (pows @0 @1))
4717    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4718   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4719   (simplify
4720    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4721    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4722   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4723   (simplify
4724    (pows (sqrts @0) @1)
4725    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4726   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4727   (simplify
4728    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4729    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4730   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4731   (simplify
4732    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4733    (pows @0 (mult @1 @2))))
4735  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4736  (simplify
4737   (CABS (complex @0 @0))
4738   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4740  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4741  (simplify
4742   (HYPOT @0 @0)
4743   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4745  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4746  (for cexps (CEXP)
4747       exps (EXP)
4748       cexpis (CEXPI)
4749   (simplify
4750    (cexps compositional_complex@0)
4751    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4752     (complex
4753      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4754      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4756 (if (canonicalize_math_p ())
4757  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4758  (for floors (FLOOR_ALL)
4759       truncs (TRUNC_ALL)
4760   (simplify
4761    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4762    (truncs @0))))
4764 (match double_value_p
4765  @0
4766  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4767 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4768             BUILT_IN_FLOORL
4769             BUILT_IN_CEILL
4770             BUILT_IN_ROUNDL
4771             BUILT_IN_NEARBYINTL
4772             BUILT_IN_RINTL)
4773      tos (BUILT_IN_TRUNC
4774           BUILT_IN_FLOOR
4775           BUILT_IN_CEIL
4776           BUILT_IN_ROUND
4777           BUILT_IN_NEARBYINT
4778           BUILT_IN_RINT)
4779  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4780  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4781   (simplify
4782    (froms (convert double_value_p@0))
4783    (convert (tos @0)))))
4785 (match float_value_p
4786  @0
4787  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4788 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4789             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4790             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4791             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4792             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4793             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4794      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4795           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4796           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4797           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4798           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4799           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4800  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4801     if x is a float.  */
4802  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4803       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4804   (simplify
4805    (froms (convert float_value_p@0))
4806    (convert (tos @0)))))
4808 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4809      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4810  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4811  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4812   (simplify
4813    (froms (convert double_value_p@0))
4814    (tos @0))))
4816 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4817             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4818      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4819  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4820     if x is a float.  */
4821  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4822   (simplify
4823    (froms (convert float_value_p@0))
4824    (tos @0))))
4826 (if (canonicalize_math_p ())
4827  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4828  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4829   (simplify
4830    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4831    (fix_trunc @0))))
4833 (if (canonicalize_math_p ())
4834  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4835  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4836            ICEIL LCEIL LLCEIL
4837            IROUND LROUND LLROUND)
4838   (simplify
4839    (fns integer_valued_real_p@0)
4840    (fix_trunc @0)))
4841  (if (!flag_errno_math)
4842   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4843   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4844    (simplify
4845     (rints integer_valued_real_p@0)
4846     (fix_trunc @0)))))
4848 (if (canonicalize_math_p ())
4849  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4850       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4851       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4852   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4853      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4854   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4855        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4856    (simplify
4857     (ifn @0)
4858     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4859   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4860      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4861   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4862        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4863    (simplify
4864     (llfn @0)
4865     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4867 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4868 (simplify
4869  (CPROJ @0)
4870  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4871    @0))
4873 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4874    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4875 (simplify
4876  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4877  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4878   { build_complex_inf (type, false); }))
4880 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4881 (simplify
4882  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4883  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4884   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4886 (for pows (POW)
4887      sqrts (SQRT)
4888      cbrts (CBRT)
4889  (simplify
4890   (pows @0 REAL_CST@1)
4891   (with {
4892     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4893     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4894    }
4895    (switch
4896     /* pow(x,0) -> 1.  */
4897     (if (real_equal (value, &dconst0))
4898      { build_real (type, dconst1); })
4899     /* pow(x,1) -> x.  */
4900     (if (real_equal (value, &dconst1))
4901      @0)
4902     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4903     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4904      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4905     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4906     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4907          && canonicalize_math_p ()
4908          && real_equal (value, &dconsthalf))
4909      (sqrts @0))
4910     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4911     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4912          && canonicalize_math_p ()
4913          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4914              real_equal (value, &tmp)))
4915      (cbrts @0))))))
4917 /* powi(1,x) -> 1.  */
4918 (simplify
4919  (POWI real_onep@0 @1)
4920  @0)
4922 (simplify
4923  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4924  (switch
4925   /* powi(x,0) -> 1.  */
4926   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4927    { build_real (type, dconst1); })
4928   /* powi(x,1) -> x.  */
4929   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4930    @0)
4931   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4932   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4933    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4935 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
4937    These are conceptually similar to the transformations performed for
4938    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4939    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4941 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
4942    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
4943    is the widest mode from all of these.  */
4944 (for op (plus minus mult rdiv)
4945  (simplify
4946    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
4947    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4948       both operands are widening conversions from the same type as the outer
4949       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
4950       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
4951       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
4952    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4953         && op != MULT_EXPR
4954         && op != RDIV_EXPR
4955         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4956            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
4957         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4958         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
4959         /* The precision of the type of each operand must match the
4960            precision of the mode of each operand, similarly for the
4961            result.  */
4962         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4963         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
4964         && type_has_mode_precision_p (type)
4965         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4966         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
4967         && types_match (@1, type)
4968         && (types_match (@1, @2)
4969             /* Or the second operand is const integer or converted const
4970                integer from valueize.  */
4971             || TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST))
4972      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
4973        (op @1 (convert @2))
4974        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
4975         (convert (op (convert:utype @1)
4976                      (convert:utype @2)))))
4977      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
4978           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4979                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
4980       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
4981               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
4982               tree itype = TREE_TYPE (@0);
4983               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
4984               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
4985               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
4986         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
4987              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
4988          (with { tree newtype = type;
4989                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
4990                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
4991                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
4992                    newtype = dfloat32_type_node;
4993                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
4994                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
4995                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
4996                    newtype = dfloat64_type_node;
4997                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
4998                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
4999                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
5000                    newtype = dfloat128_type_node; }
5001           (if ((newtype == dfloat32_type_node
5002                 || newtype == dfloat64_type_node
5003                 || newtype == dfloat128_type_node)
5004               && newtype == type
5005               && types_match (newtype, type))
5006             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
5007             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
5008                       newtype = ty1;
5009                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
5010                       newtype = ty2; }
5011                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
5012                   change results through affecting double rounding
5013                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
5014                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
5015                   + (long double)double) converted to
5016                   (float)(double + double), the transformation is
5017                   unsafe regardless of the details of the types
5018                   involved; double rounding can arise if the result
5019                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
5020                   between two representable TYPE values but the
5021                   exact value is sufficiently different (in the
5022                   right direction) for this difference to be
5023                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
5024                   same as TYPE, however, the transformation may be
5025                   safe depending on the types involved: it is safe
5026                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
5027                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
5028                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
5029                   exponent range for the product or ratio of two
5030                   values representable in the TYPE to be within the
5031                   range of normal values of ITYPE.  */
5032               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
5033                    && (flag_unsafe_math_optimizations
5034                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
5035                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
5036                                                            TYPE_MODE (type))
5037                            && !excess_precision_type (newtype)))
5038                    && !types_match (itype, newtype))
5039                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
5040                                    (convert:newtype @2)))
5041          )))) )
5042    ))
5045 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
5046    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
5047    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
5048    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
5049    arithmetic operation.  */
5050 (for op (minus plus)
5051  (simplify
5052   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
5053   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5054        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5055           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
5056        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5057        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5058        /* The precision of the type of each operand must match the
5059           precision of the mode of each operand, similarly for the
5060           result.  */
5061        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5062        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5063        && type_has_mode_precision_p (type)
5064        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5065        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5066        && types_match (@0, @1)
5067        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
5068            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5069        && (wi::to_wide (@4)
5070            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
5071                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
5072    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
5073     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
5074      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
5075     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5076      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
5077                (convert:utype @4))))))))
5079 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
5080    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
5081 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
5082      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
5083      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
5084  (simplify
5085   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
5086   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5087        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
5088    (op @0 (ext @1 @2)))))
5090 (simplify
5091  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
5092  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
5093  { integer_zero_node; })
5095 (simplify
5096  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
5097  (SIGNBIT @0)
5098  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
5099   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
5101 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
5102 (for cmp (eq ne)
5103  (for op (plus minus)
5104       rop (minus plus)
5105   (simplify
5106    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5107    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5108         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
5109         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
5110         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
5111     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5112      (if (TREE_OVERFLOW (res)
5113           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5114       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5115       (if (single_use (@3))
5116        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
5117                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
5118 (for cmp (lt le gt ge)
5119  (for op (plus minus)
5120       rop (minus plus)
5121   (simplify
5122    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5123    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5124         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5125     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5126      (if (TREE_OVERFLOW (res))
5127       {
5128         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5129                                 "when simplifying conditional to constant"),
5130                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
5131         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
5132         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
5133         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
5134                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
5135                         != (op == MINUS_EXPR);
5136         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
5137       }
5138       (if (single_use (@3))
5139        (with
5140         {
5141           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5142                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
5143                                   "X cmp C2 -+ C1"),
5144                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
5145         }
5146         (cmp @0 { res; })))))))))
5148 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
5150 (simplify
5151  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
5152  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
5154 (simplify
5155  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
5156  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
5158 (simplify
5159  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
5160  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
5161   (view_convert @0)))
5163 (simplify
5164  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
5165  (switch
5166   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
5167        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5168    (switch
5169     (if (integer_zerop (@2))
5170      (view_convert (realpart @0)))
5171     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5172      (view_convert (imagpart @0)))))
5173   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5174        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
5175        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
5176        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
5177        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
5178        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
5179             && integer_zerop (@2))
5180            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
5181               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
5182            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
5183                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
5184                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
5185                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
5186                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
5187                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5188                                             - TYPE_PRECISION (type))
5189                                          : 0)) == 0)))
5190    (convert @0))))
5192 /* Simplify vector extracts.  */
5194 (simplify
5195  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
5196  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5197       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5198           || (VECTOR_TYPE_P (type)
5199               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
5200   (with
5201    {
5202      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
5203                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
5204      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
5205      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
5206      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
5207      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
5208    }
5209    (if (n != 0
5210         && (idx % width) == 0
5211         && (n % width) == 0
5212         && known_le ((idx + n) / width,
5213                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
5214     (with
5215      {
5216        idx = idx / width;
5217        n = n / width;
5218        /* Constructor elements can be subvectors.  */
5219        poly_uint64 k = 1;
5220        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
5221          {
5222            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
5223            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
5224              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
5225          }
5226        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
5227      }
5228      (switch
5229       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
5230       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
5231        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
5232         { build_constructor (type, NULL); }
5233         (if (count == 1)
5234          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
5235           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
5236           { build_zero_cst (type); })
5237          {
5238            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
5239            vec_alloc (vals, count);
5240            for (unsigned i = 0;
5241                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
5242              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
5243                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
5244            build_constructor (type, vals);
5245          })))
5246       /* The bitfield references a single constructor element.  */
5247       (if (k.is_constant (&const_k)
5248            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
5249        (switch
5250         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
5251          { build_zero_cst (type); })
5252         (if (n == const_k)
5253          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
5254         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
5255                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
5257 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
5258    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
5259    not touching the extraction.  */
5260 (simplify
5261  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
5262  (with
5263   {
5264     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
5265     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5266       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
5267     else
5268       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
5269   }
5270   (switch
5271    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
5272         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
5273                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
5274     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
5275                                                  wi::to_wide (@rpos)
5276                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
5277    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
5278                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
5279         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
5280                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
5281     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
5283 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5284  (for fmas (FMA)
5285   (simplify
5286    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
5287    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5288   (simplify
5289    (fmas @0 @1 (negate @2))
5290    (IFN_FMS @0 @1 @2))
5291   (simplify
5292    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
5293    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5294   (simplify
5295    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
5296    (if (single_use (@3))
5297     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
5299  (simplify
5300   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
5301   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5302  (simplify
5303   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
5304   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5305  (simplify
5306   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
5307   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5308  (simplify
5309   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
5310    (if (single_use (@3))
5311     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
5313  (simplify
5314   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
5315   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5316  (simplify
5317   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
5318   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
5319  (simplify
5320   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
5321   (IFN_FMS @0 @1 @2))
5322  (simplify
5323   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
5324   (if (single_use (@3))
5325    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
5327  (simplify
5328   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
5329   (IFN_FMS @0 @1 @2))
5330  (simplify
5331   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
5332   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
5333  (simplify
5334   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
5335   (IFN_FMA @0 @1 @2))
5336  (simplify
5337   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
5338   (if (single_use (@3))
5339    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
5341 /* POPCOUNT simplifications.  */
5342 (for popcount (BUILT_IN_POPCOUNT BUILT_IN_POPCOUNTL BUILT_IN_POPCOUNTLL
5343                BUILT_IN_POPCOUNTIMAX)
5344   /* popcount(X&1) is nop_expr(X&1).  */
5345   (simplify
5346     (popcount @0)
5347     (if (tree_nonzero_bits (@0) == 1)
5348       (convert @0)))
5349   /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
5350   (simplify
5351     (plus (popcount:s @0) (popcount:s @1))
5352     (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
5353       (popcount (bit_ior @0 @1))))
5354   /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
5355   (for cmp (le eq ne gt)
5356        rep (eq eq ne ne)
5357     (simplify
5358       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
5359       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5361 /* Simplify:
5363      a = a1 op a2
5364      r = c ? a : b;
5366    to:
5368      r = c ? a1 op a2 : b;
5370    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
5371    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
5372    simplification if the result of the operation isn't needed.
5374    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison                                                                                
5375    on targets that might not support them.  Any target implementing                                                                              
5376    conditional internal functions must support the same comparisons                                                                              
5377    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */                                                                                                       
5379 #if GIMPLE
5380 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
5381      cond_op (COND_BINARY)
5382  (simplify
5383   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
5384   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5385    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
5386         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5387     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
5388  (simplify
5389   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
5390   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5391    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
5392         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5393     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
5395 /* Same for ternary operations.  */
5396 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
5397      cond_op (COND_TERNARY)
5398  (simplify
5399   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
5400   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5401    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
5402         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5403     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
5404  (simplify
5405   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
5406   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5407    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
5408         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5409     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
5410                   (view_convert:op_type @1)))))))
5411 #endif
5413 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
5414    "else" value of an IFN_COND_*.  */
5415 (for cond_op (COND_BINARY)
5416  (simplify
5417   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
5418   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
5419    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5420     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
5421  (simplify
5422   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
5423   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
5424    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
5425         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5426     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
5428 /* Same for ternary operations.  */
5429 (for cond_op (COND_TERNARY)
5430  (simplify
5431   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
5432   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
5433    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
5434     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
5435  (simplify
5436   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
5437   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
5438    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
5439         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
5440     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
5442 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
5443    expressions like:
5445    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
5446    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
5448    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
5449    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
5450    bytes.  A is more efficiently tested as:
5452    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
5454    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
5456    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
5458    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
5460    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
5461    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
5463    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
5464    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
5465    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
5466    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
5467    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
5468    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
5469    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
5470    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
5471    pointer_pluses dead.  */
5472 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
5473  (for cmp (le lt)
5474   (simplify
5475    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
5476         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
5477    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5478         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
5479         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
5480     /* Calculate the rhs constant.  */
5481     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
5482             offset_int rhs = off * 2; }
5483      /* Always fails for negative values.  */
5484      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
5485       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
5486          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
5487          same pointer_plus in multiple checks.  */
5488       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
5489               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
5490        (if (cmp == LT_EXPR)
5491         (gt (convert:sizetype
5492              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
5493                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
5494             { rhs_tree; })
5495         (gt (convert:sizetype
5496              (pointer_diff:ssizetype
5497               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
5498                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
5499               { swap_p ? @0 : @2; }))
5500             { rhs_tree; })))))))))
5502 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
5503    element of @1.  */
5504 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
5505  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
5506   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
5507    (if (i >= 0)
5508     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
5509             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
5510             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
5511             tree size = bitsize_int (elt_bits);
5512             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
5513      (view_convert
5514       (bit_and:elt_type
5515        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
5516        { elt; })))))))
5518 (simplify
5519  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
5520  (with
5521   {
5522     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
5524     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
5525     vec_perm_builder builder;
5526     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
5527       return NULL_TREE;
5529     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
5530     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
5531     bool single_arg = (op0 == op1);
5532     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
5533   }
5534   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
5535    { op0; }
5536    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
5537     { op1; }
5538     (with
5539      {
5540        if (!single_arg)
5541          {
5542            if (sel.all_from_input_p (0))
5543              op1 = op0;
5544            else if (sel.all_from_input_p (1))
5545              {
5546                op0 = op1;
5547                sel.rotate_inputs (1);
5548              }
5549            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
5550              {
5551                std::swap (op0, op1);
5552                sel.rotate_inputs (1);
5553              }
5554          }
5555        gassign *def;
5556        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
5557        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
5558            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
5559            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
5560          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
5561        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
5562            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
5563            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
5564          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
5566        tree t;
5567     }
5568     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
5569           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
5570          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
5571              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
5572          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
5573      { t; }
5574      (with
5575       {
5576         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
5577         tree ins = NULL_TREE;
5578         unsigned at = 0;
5580         /* See if the permutation is performing a single element
5581            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
5582            in that case.  But only if the vector mode is supported,
5583            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
5584         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
5585             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
5586                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
5587                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
5588                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
5589           {
5590             if (sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1))
5591               {
5592                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
5593                    first vector we only can insert the first elt from
5594                    the first vector.  */
5595                 at = 0;
5596                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
5597                   op0 = op1;
5598               }
5599             else
5600               {
5601                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
5602                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
5603                   if (maybe_ne (sel[at], at))
5604                     break;
5605                 if (at < encoded_nelts && sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1))
5606                   {
5607                     if (known_lt (at, nelts))
5608                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
5609                     else
5610                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
5611                   }
5612               }
5613           }
5615         /* Generate a canonical form of the selector.  */
5616         if (!ins && sel.encoding () != builder)
5617           {
5618             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
5619                argument permutation while still allowing an equivalent
5620                2-argument version.  */
5621             tree oldop2 = op2;
5622             if (sel.ninputs () == 2
5623                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
5624               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
5625             else
5626               {
5627                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
5628                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
5629                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
5630                 else
5631                   /* Not directly supported with either encoding,
5632                      so use the preferred form.  */
5633                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
5634               }
5635             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
5636               changed = true;
5637           }
5638       }
5639       (if (ins)
5640        (bit_insert { op0; } { ins; }
5641          { bitsize_int (at * tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))); })
5642        (if (changed)
5643         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
5645 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
5647 (match vec_same_elem_p
5648  @0
5649  (if (uniform_vector_p (@0))))
5651 (match vec_same_elem_p
5652  (vec_duplicate @0))
5654 (simplify
5655  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
5656  @0)