c++: top level bind when rewriting coroutines [PR106188]
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob17318f523fb6dfd59fb91e18532246f4b8f1c858
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.cc
3    and generic-match.cc from it.
5    Copyright (C) 2014-2022 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p
41    expand_vec_cmp_expr_p
42    bitmask_inv_cst_vector_p)
44 /* Operator lists.  */
45 (define_operator_list tcc_comparison
46   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
48   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
50   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
51 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
52   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
53 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
54 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
56 #include "cfn-operators.pd"
58 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
59    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
60    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
62    Also define operand lists:
64      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
65      X<FN> for all double functions, in the same order
66      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
67 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
68   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
69                                  BUILT_IN_L##FN##F \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
71   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
72                               BUILT_IN_L##FN \
73                               BUILT_IN_LL##FN) \
74   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
75                                  BUILT_IN_L##FN##L \
76                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
80 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
81 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
83 /* Unary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
84 (define_operator_list UNCOND_UNARY
85   negate)
86 (define_operator_list COND_UNARY
87   IFN_COND_NEG)
89 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
90 (define_operator_list UNCOND_BINARY
91   plus minus
92   mult trunc_div trunc_mod rdiv
93   min max
94   IFN_FMIN IFN_FMAX
95   bit_and bit_ior bit_xor
96   lshift rshift)
97 (define_operator_list COND_BINARY
98   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
99   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
100   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
101   IFN_COND_FMIN IFN_COND_FMAX
102   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
103   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
105 /* Same for ternary operations.  */
106 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
107   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
108 (define_operator_list COND_TERNARY
109   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
111 /* __atomic_fetch_or_*, __atomic_fetch_xor_*, __atomic_xor_fetch_*  */
112 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N
113   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_2
114   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_8
115   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_16
116   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_2
117   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_8
118   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_16
119   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_1 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_2
120   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_4 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_8
121   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_16)
122 /* __sync_fetch_and_or_*, __sync_fetch_and_xor_*, __sync_xor_and_fetch_*  */
123 (define_operator_list SYNC_FETCH_OR_XOR_N
124   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_2
125   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_8
126   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_16
127   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_2
128   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_8
129   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_16
130   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_1 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_2
131   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_4 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_8
132   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_16)
133 /* __atomic_fetch_and_*.  */
134 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_AND_N
135   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_2
136   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_8
137   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_16)
138 /* __sync_fetch_and_and_*.  */
139 (define_operator_list SYNC_FETCH_AND_AND_N
140   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_2
141   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_8
142   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_16)
144 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
145    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
146 (match (nop_convert @0)
147  (convert @0)
148  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
149 (match (nop_convert @0)
150  (view_convert @0)
151  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
152       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
153                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
154       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
156 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
157    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
158    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
159 (simplify (abs (convert @0))
160  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
161       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
162       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
163   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
164    (convert (absu:utype @0)))))
166 #if GIMPLE
167 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
168 (simplify
169  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
170  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
171       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
172       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
173   (abs @0)))
174 #endif
176 /* Simplifications of operations with one constant operand and
177    simplifications to constants or single values.  */
179 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
180   (simplify
181     (op @0 integer_zerop)
182     (non_lvalue @0)))
184 /* 0 +p index -> (type)index */
185 (simplify
186  (pointer_plus integer_zerop @1)
187  (non_lvalue (convert @1)))
189 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
190 (simplify
191  (pointer_diff @0 integer_zerop)
192  (convert @0))
194 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
195    Likewise if the operands are reversed.  */
196 (simplify
197  (plus:c @0 real_zerop@1)
198  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 0))
199   (non_lvalue @0)))
201 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
202 (simplify
203  (minus @0 real_zerop@1)
204  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 1))
205   (non_lvalue @0)))
207 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
208    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
209    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
210    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
211    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
212    would not raise it.   */
213 (for inner_op (plus minus)
214  (for outer_op (plus minus)
215   (simplify
216    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
217     (if (real_zerop (@1)
218          && real_zerop (@2)
219          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
220      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
221                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
222              bool outer_plus
223                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
224                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
225       (if (outer_plus && !inner_plus)
226        (outer_op @0 @2)
227        @3))))))
229 /* Simplify x - x.
230    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
231    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
232    PR middle-end/98420: x - x may be -0.0 with FE_DOWNWARD.
233    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
234    is volatile.  */
235 (simplify
236  (minus @0 @0)
237  (if (!FLOAT_TYPE_P (type)
238       || (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
239           && !tree_expr_maybe_infinite_p (@0)
240           && (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
241               || !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))))
242   { build_zero_cst (type); }))
243 (simplify
244  (pointer_diff @@0 @0)
245  { build_zero_cst (type); })
247 (simplify
248  (mult @0 integer_zerop@1)
249  @1)
251 /* -x == x -> x == 0 */
252 (for cmp (eq ne)
253  (simplify
254   (cmp:c @0 (negate @0))
255    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
256         && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE(@0)))
257     (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE(@0)); }))))
259 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
260    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
261    same in modes with signed zeros, since multiplying a
262    negative value by 0 gives -0, not +0.  Nor when x is +-Inf,
263    since x * 0 is NaN.  */
264 (simplify
265  (mult @0 real_zerop@1)
266  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
267       && (!HONOR_NANS (type) || !tree_expr_maybe_infinite_p (@0))
268       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0)))
269   @1))
271 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
272    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
273 (simplify
274  (mult @0 real_onep)
275  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
276       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
277           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
278   (non_lvalue @0)))
280 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
281 (simplify
282  (mult @0 real_minus_onep)
283   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
284        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
285            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
286    (negate @0)))
288 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
289    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
290 (simplify
291  (mult @0 VECTOR_CST@1)
292  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
293       && !HONOR_SNANS (type)
294       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
295   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
296    (if (itype
297         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
298             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
299                 && optab_handler (and_optab,
300                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
301     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
302                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
304 (for cmp (gt ge lt le)
305      outp (convert convert negate negate)
306      outn (negate negate convert convert)
307  /* Transform X * (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
308  /* Transform X * (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
309  /* Transform X * (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
310  /* Transform X * (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
311  (simplify
312   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep))
313   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
314    (outp (abs @0))))
315  /* Transform X * (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
316  /* Transform X * (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
317  /* Transform X * (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
318  /* Transform X * (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
319  (simplify
320   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1))
321   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
322    (outn (abs @0)))))
324 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
325 (simplify
326  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
327  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
328   (abs @0)))
330 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
331 (simplify
332  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
333  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
334   (negate (abs @0))))
336 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
337 (simplify
338  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
339  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
340   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
342 /* (x >= 0 ? x : 0) + (x <= 0 ? -x : 0) -> abs x.  */
343 (simplify
344   (plus:c (max @0 integer_zerop) (max (negate @0) integer_zerop))
345   (abs @0))
347 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
348 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
349   (simplify
350     (op @0 integer_onep)
351     (non_lvalue @0)))
353 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
354    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
355    toward zero.
356    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
357    Also also widening conversions, like:
358    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
359    or
360    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
361    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
362    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
363    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
364    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
365 (simplify
366  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
367  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
368       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
369           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
370           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
371       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
372           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
373               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
374                   || (element_precision (type)
375                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
376                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
377                       && (tree_nonzero_bits (@0)
378                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
379                                       true,
380                                       element_precision (type))) == 0)))))
381    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
382         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
383         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
384     (convert (rshift @3 @2))
385     (rshift @0 @2))))
387 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
388    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
389    traps enables better optimizations than these anyway.  */
390 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
391  /* 0 / X is always zero.  */
392  (simplify
393   (div integer_zerop@0 @1)
394   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
395   (if (!integer_zerop (@1))
396    @0))
397  /* X / -1 is -X.  */
398  (simplify
399   (div @0 integer_minus_onep@1)
400   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
401    (negate @0)))
402  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
403  (simplify
404   (div @0 SSA_NAME@1)
405   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
406        && ssa_name_has_boolean_range (@1)
407        && !flag_non_call_exceptions)
408    @0))
409  /* X / X is one.  */
410  (simplify
411   (div @0 @0)
412   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
413      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
414   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type))
415        && !integer_zerop (@0)
416        && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
417    { build_one_cst (type); }))
418  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
419  (simplify
420    (div:C @0 (abs @0))
421    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
422         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
423         && !integer_zerop (@0)
424         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
425     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
426           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
427  /* X / -X is -1.  */
428  (simplify
429    (div:C @0 (negate @0))
430    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
431         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
432         && !integer_zerop (@0)
433         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
434     { build_minus_one_cst (type); })))
436 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
437    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  Similarly
438    for MOD instead of DIV.  */
439 (for floor_divmod (floor_div floor_mod)
440      trunc_divmod (trunc_div trunc_mod)
441  (simplify
442   (floor_divmod @0 @1)
443   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
444        && TYPE_UNSIGNED (type))
445    (trunc_divmod @0 @1))))
447 /* 1 / X -> X == 1 for unsigned integer X.
448    1 / X -> X >= -1 && X <= 1 ? X : 0 for signed integer X.
449    But not for 1 / 0 so that we can get proper warnings and errors,
450    and not for 1-bit integers as they are edge cases better handled
451    elsewhere.  */
452 (simplify
453  (trunc_div integer_onep@0 @1)
454  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
455       && TYPE_PRECISION (type) > 1
456       && !integer_zerop (@1)
457       && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@1)))
458   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
459    (convert (eq:boolean_type_node @1 { build_one_cst (type); }))
460    (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
461     (cond (le (plus (convert:utype @1) { build_one_cst (utype); })
462               { build_int_cst (utype, 2); })
463      @1 { build_zero_cst (type); })))))
465 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
466    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
467 (for div (trunc_div exact_div)
468  (simplify
469   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
470   (with {
471     wi::overflow_type overflow;
472     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
473                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
474    }
475    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
476         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
477     (if (!overflow)
478      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
479      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
480           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
481       { build_zero_cst (type); }))))))
483 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
484    overflow is different.  */
485 (simplify
486  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
487  (with {
488    wi::overflow_type overflow;
489    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
490                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
491   }
492   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
493      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
494   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
495    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
497 /* Similar to above, but there could be an extra add/sub between
498    successive multuiplications.  */
499 (simplify
500  (mult (plus:s (mult:s@4 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
501  (with {
502    bool overflowed = true;
503    wi::overflow_type ovf1, ovf2;
504    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@3),
505                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
506    wide_int add = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@3),
507                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
508   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
509     {
510 #if GIMPLE
511       value_range vr0;
512       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
513           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @4)
514           && vr0.kind () == VR_RANGE)
515         {
516           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
517           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
518           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
519           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
520           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
521             {
522               wi::add (wmin0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
523               wi::add (wmax0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
524               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
525                 overflowed = false;
526             }
527         }
528 #endif
529     }
530   else
531    overflowed = false;
533   /* Skip folding on overflow.  */
534   (if (!overflowed)
535    (plus (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
536          { wide_int_to_tree (type, add); }))))
538 /* Similar to above, but a multiplication between successive additions.  */
539 (simplify
540  (plus (mult:s (plus:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
541  (with {
542    bool overflowed = true;
543    wi::overflow_type ovf1;
544    wi::overflow_type ovf2;
545    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
546                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
547    wide_int add = wi::add (mul, wi::to_wide (@3),
548                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
549   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
550     {
551 #if GIMPLE
552       value_range vr0;
553       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
554           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
555           && vr0.kind () == VR_RANGE)
556         {
557           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
558           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
559           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
560           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
561           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
562             {
563               wi::add (wmin0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
564               wi::add (wmax0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
565               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
566                 overflowed = false;
567             }
568         }
569 #endif
570     }
571   else
572    overflowed = false;
574   /* Skip folding on overflow.  */
575   (if (!overflowed)
576    (plus (mult @0 @2) { wide_int_to_tree (type, add); }))))
578 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
579    NaNs or Infinities.  */
580 (simplify
581  (rdiv @0 @0)
582  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
583       && ! HONOR_NANS (type)
584       && ! HONOR_INFINITIES (type))
585   { build_one_cst (type); }))
587 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
588    NaNs or Infinities.  */
589 (simplify
590  (rdiv:C @0 (negate @0))
591  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
592       && ! HONOR_NANS (type)
593       && ! HONOR_INFINITIES (type))
594   { build_minus_one_cst (type); }))
596 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
597 (simplify
598  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
599   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
600        && ! HONOR_NANS (type)
601        && ! HONOR_INFINITIES (type))
602    (switch
603     (if (types_match (type, float_type_node))
604      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
605     (if (types_match (type, double_type_node))
606      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
607     (if (types_match (type, long_double_type_node))
608      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
610 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
611 (simplify
612  (rdiv @0 real_onep)
613  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
614   (non_lvalue @0)))
616 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
617 (simplify
618  (rdiv @0 real_minus_onep)
619  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
620   (negate @0)))
622 (if (flag_reciprocal_math)
623  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
624  (simplify
625   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
626   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
628  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
629  (simplify
630   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
631   (with
632    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
633    (if (tem)
634     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
636  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
637  (simplify
638   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
639    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
641 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
642 (simplify
643  (rdiv @0 (negate @1))
644  (rdiv (negate @0) @1))
646 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
647  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
648     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
649  (for op (lt le gt ge)
650       neg_op (gt ge lt le)
651   (simplify
652    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
653    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
654     (switch
655      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
656       (op @1 @2))
657      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
658      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
659       (neg_op @1 @2)))))))
661 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
662 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
663  (simplify
664   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
665   (if (integer_pow2p (@2)
666        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
667        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
668        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
669    (rshift (convert @0)
670            { build_int_cst (integer_type_node,
671                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
673 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
674    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
675    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
676    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
677    tell if it is or not in a portable manner.  */
678 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
679  (simplify
680   (rdiv @0 cst@1)
681   (if (optimize)
682    (if (flag_reciprocal_math
683         && !real_zerop (@1))
684     (with
685      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
686      (if (tem)
687       (mult @0 { tem; } )))
688     (if (cst != COMPLEX_CST)
689      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
690       (if (inverse)
691        (mult @0 { inverse; } ))))))))
693 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
694  /* 0 % X is always zero.  */
695  (simplify
696   (mod integer_zerop@0 @1)
697   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
698   (if (!integer_zerop (@1))
699    @0))
700  /* X % 1 is always zero.  */
701  (simplify
702   (mod @0 integer_onep)
703   { build_zero_cst (type); })
704  /* X % -1 is zero.  */
705  (simplify
706   (mod @0 integer_minus_onep@1)
707   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
708    { build_zero_cst (type); }))
709  /* X % X is zero.  */
710  (simplify
711   (mod @0 @0)
712   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
713   (if (!integer_zerop (@0))
714    { build_zero_cst (type); }))
715  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
716  (simplify
717   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
718   @2)
719  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
720  (simplify
721   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
722   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
723        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
724        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
725                              TYPE_SIGN (type)))
726    { build_zero_cst (type); }))
727  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
728     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
729  (for cmp (eq ne)
730   (simplify
731    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
732    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
733     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
734      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
736 /* X % -C is the same as X % C.  */
737 (simplify
738  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
739   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
740        && !TREE_OVERFLOW (@1)
741        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
742        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
743        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
744        && !sign_bit_p (@1, @1))
745    (trunc_mod @0 (negate @1))))
747 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
748 (simplify
749  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
750  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
751       && !TYPE_UNSIGNED (type)
752       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
753       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
754       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
755          Y might be -1, because we would then change valid
756          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
757       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
758           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
759                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
760   (trunc_mod @0 (convert @1))))
762 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
763 (simplify
764  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
765  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
766   (convert (trunc_mod @0 @1))))
768 /* x * (1 + y / x) - y -> x - y % x */
769 (simplify
770  (minus (mult:cs @0 (plus:s (trunc_div:s @1 @0) integer_onep)) @1)
771  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
772   (minus @0 (trunc_mod @1 @0))))
774 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
775    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
776    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
777    to A & ((C << N) - 1).
778    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
779    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
780    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
781    be UB.  */
782 (match (power_of_two_cand @1)
783  INTEGER_CST@1)
784 (match (power_of_two_cand @1)
785  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
786 (for mod (trunc_mod floor_mod)
787  (for shift (lshift rshift)
788   (simplify
789    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
790    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
791     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
792                                                       1); }))))))
793  (simplify
794   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
795   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
796        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
797           conversion from narrower signed to wider unsigned type
798           where if @1 would be negative power of two, the divisor
799           would not be a power of two.  */
800        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
801        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
802        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
803            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
804            || !TYPE_UNSIGNED (type))
805        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
806    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
807            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
808              utype = unsigned_type_for (utype); }
809     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
810                                 { build_one_cst (utype); })))))))
812 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
813 (simplify
814  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
815  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
816   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
817                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
818                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
819                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
821 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
822 (simplify
823  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
824  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
825   (bit_and @0 (negate @1))))
827 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
828 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
829  (simplify
830   (div (mult:c @0 @1) @1)
831   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
832    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
833     @0
834 #if GIMPLE
835     (with
836      {
837        bool overflowed = true;
838        value_range vr0, vr1;
839        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
840            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
841            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
842            && vr0.kind () == VR_RANGE
843            && vr1.kind () == VR_RANGE)
844          {
845            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
846            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
847            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
848            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
849            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
850               it can be optimized too.  */
851            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
852            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
853            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
854            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
855              {
856                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
857                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
858                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
859                  overflowed = false;
860              }
861          }
862      }
863     (if (!overflowed)
864      @0))
865 #endif
866    ))))
868 (for op (negate abs)
869  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
870  (for coss (COS COSH)
871   (simplify
872    (coss (op @0))
873     (coss @0)))
874  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
875  (for pows (POW)
876   (simplify
877    (pows (op @0) REAL_CST@1)
878    (with { HOST_WIDE_INT n; }
879     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
880      (pows @0 @1)))))
881  /* Likewise for powi.  */
882  (for pows (POWI)
883   (simplify
884    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
885    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
886     (pows @0 @1))))
887  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
888  (for hypots (HYPOT)
889   (simplify
890    (hypots (op @0) @1)
891    (hypots @0 @1))
892   (simplify
893    (hypots @0 (op @1))
894    (hypots @0 @1)))
895  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
896  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
897   (simplify
898    (copysigns (op @0) @1)
899    (copysigns @0 @1))))
901 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
902 (simplify
903  (mult (abs@1 @0) @1)
904  (mult @0 @0))
906 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
907 (simplify
908  (mult (absu@1 @0) @1)
909  (mult (convert@2 @0) @2))
911 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
912 (for coss (COS COSH)
913      copysigns (COPYSIGN)
914  (simplify
915   (coss (copysigns @0 @1))
916    (coss @0)))
918 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
919 (for pows (POW)
920      copysigns (COPYSIGN)
921  (simplify
922   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
923   (with { HOST_WIDE_INT n; }
924    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
925     (pows @0 @1)))))
926 /* Likewise for powi.  */
927 (for pows (POWI)
928      copysigns (COPYSIGN)
929  (simplify
930   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
931   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
932    (pows @0 @1))))
934 (for hypots (HYPOT)
935      copysigns (COPYSIGN)
936  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
937  (simplify
938   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
939   (hypots @0 @2))
940  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
941  (simplify
942   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
943   (hypots @0 @1)))
945 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
946 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
947  (simplify
948   (copysigns @0 REAL_CST@1)
949   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
950    (negate (abs @0))
951    (abs @0))))
953 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
954 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
955  (simplify
956   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
957   (copysigns @0 @2)))
959 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
960 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
961  (simplify
962   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
963   (mult @0 @0)))
965 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
966 (for ccoss (CCOS CCOSH)
967  (simplify
968   (ccoss (negate @0))
969    (ccoss @0)))
971 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
972 (for ops (conj negate)
973  (for cabss (CABS)
974   (simplify
975    (cabss (ops @0))
976    (cabss @0))))
978 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
979 (simplify
980  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
981   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
982        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
983    (lshift @0 @2)))
985 /* Shifts by constants distribute over several binary operations,
986    hence (X << C) + (Y << C) can be simplified to (X + Y) << C.  */
987 (for op (plus minus)
988   (simplify
989     (op (lshift:s @0 @1) (lshift:s @2 @1))
990     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
991          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
992          && !TYPE_SATURATING (type))
993       (lshift (op @0 @2) @1))))
995 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
996   (simplify
997     (op (lshift:s @0 @1) (lshift:s @2 @1))
998     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
999       (lshift (op @0 @2) @1)))
1000   (simplify
1001     (op (rshift:s @0 @1) (rshift:s @2 @1))
1002     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1003       (rshift (op @0 @2) @1))))
1005 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
1006    into ((1 << C) >> x). */
1007 (simplify
1008  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
1009   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1010        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
1011        && single_use (@1))
1012    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1013      (rshift (lshift @0 @2) @3)
1014    (with
1015     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1016     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
1018 /* Fold ((type)(a<0)) << SIGNBITOFA into ((type)a) & signbit. */
1019 (simplify
1020  (lshift (convert (lt @0 integer_zerop@1)) INTEGER_CST@2)
1021  (if (TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == SIGNED
1022       && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) - 1))
1023   (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type)); }
1024    (bit_and (convert @0)
1025             { wide_int_to_tree (type,
1026                                 wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2))); }))))
1028 /* Fold (-x >> C) into -(x > 0) where C = precision(type) - 1.  */
1029 (for cst (INTEGER_CST VECTOR_CST)
1030  (simplify
1031   (rshift (negate:s @0) cst@1)
1032    (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1033         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1034     (with { tree stype = TREE_TYPE (@1);
1035             tree bt = truth_type_for (type);
1036             tree zeros = build_zero_cst (type);
1037             tree cst = NULL_TREE; }
1038      (switch
1039       /* Handle scalar case.  */
1040       (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1041            /* If we apply the rule to the scalar type before vectorization
1042               we will enforce the result of the comparison being a bool
1043               which will require an extra AND on the result that will be
1044               indistinguishable from when the user did actually want 0
1045               or 1 as the result so it can't be removed.  */
1046            && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
1047            && wi::eq_p (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (type) - 1))
1048        (negate (convert (gt @0 { zeros; }))))
1049       /* Handle vector case.  */
1050       (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
1051            /* First check whether the target has the same mode for vector
1052               comparison results as it's operands do.  */
1053            && TYPE_MODE (bt) == TYPE_MODE (type)
1054            /* Then check to see if the target is able to expand the comparison
1055               with the given type later on, otherwise we may ICE.  */
1056            && expand_vec_cmp_expr_p (type, bt, GT_EXPR)
1057            && (cst = uniform_integer_cst_p (@1)) != NULL
1058            && wi::eq_p (wi::to_wide (cst), element_precision (type) - 1))
1059        (view_convert (gt:bt @0 { zeros; }))))))))
1061 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
1062 (simplify
1063  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1064   (if (flag_associative_math
1065        && single_use (@3))
1066    (with
1067     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
1068     (if (tem)
1069      (rdiv { tem; } @1)))))
1071 /* Simplify ~X & X as zero.  */
1072 (simplify
1073  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1074   { build_zero_cst (type); })
1076 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
1077 (simplify
1078   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
1079   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1080     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
1082 (for bitop (bit_and bit_ior)
1083      cmp (eq ne)
1084  /* PR35691: Transform
1085     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
1086     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
1087  (simplify
1088   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
1089    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1090         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1091         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1092     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
1093  /* Transform:
1094     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
1095     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
1096  (simplify
1097   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
1098    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1099         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1100         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1101     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
1103 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
1104 (simplify
1105  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
1106   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
1107 (simplify
1108  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
1109  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1110   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
1112 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
1113 (simplify
1114  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
1115   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
1117 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
1118 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1119  (simplify
1120   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
1121    (bit_xor @0 @1))
1122  (simplify
1123   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
1124   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1125    (bit_xor @0 @1))))
1127 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
1128 (simplify
1129   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1130   (bit_ior @0 @1))
1132 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
1133 (simplify
1134  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
1135  @2)
1137 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
1138 (simplify
1139  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
1140  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1142 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
1143 (simplify
1144  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
1145  (bit_ior @0 @1))
1147 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
1148 (simplify
1149  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
1150  (bit_and @0 @1))
1152 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
1153 (simplify
1154  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
1155  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1157 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
1158 (for op (bit_and bit_xor)
1159  (simplify
1160   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
1161   @2))
1163 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
1164 (simplify
1165  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
1166  @2)
1168 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
1169 (simplify
1170  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
1171  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1173 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
1174 (simplify
1175  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
1176  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1178 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
1179 (simplify
1180  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
1181  (bit_and @3 (bit_not @2)))
1183 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
1184 (simplify
1185  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
1186  (bit_ior @3 @2))
1188 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
1189 (simplify
1190  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1191   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
1193 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
1194 (simplify
1195  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1196   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
1198 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
1199 (simplify
1200  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
1201  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1202       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1203   (bit_xor @0 @1)))
1205 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
1206    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
1207    Similarly if (N & M) == 0,
1208    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
1209    and for - instead of + (or unary - instead of +)
1210    and/or ^ instead of |.
1211    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
1212 (for op (plus minus)
1213  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1214   (simplify
1215    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
1216     (with
1217      { tree pmop[2];
1218        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
1219                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
1220                                        NULL_TREE, pmop); }
1221      (if (utype)
1222       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1223                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1224                         (convert:utype @2))))))
1225   (simplify
1226    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
1227     (with
1228      { tree pmop[2];
1229        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1230                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1231                                        @4, pmop); }
1232      (if (utype)
1233       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1234                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1235                         (convert:utype @2)))))))
1236  (simplify
1237   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1238    (with
1239     { tree pmop[2];
1240       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1241                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1242                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1243     (if (utype)
1244      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1245                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1246                        (convert:utype @2)))))))
1247 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1248  (simplify
1249   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1250    (with
1251     { tree pmop[2];
1252       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1253                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1254                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1255     (if (utype)
1256      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1257                        (convert:utype @1)))))))
1259 /* X % Y is smaller than Y.  */
1260 (for cmp (lt ge)
1261  (simplify
1262   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1263   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1264    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1265 (for cmp (gt le)
1266  (simplify
1267   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1268   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1269    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1271 /* x | ~0 -> ~0  */
1272 (simplify
1273  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1274  @1)
1276 /* x | 0 -> x  */
1277 (simplify
1278  (bit_ior @0 integer_zerop)
1279  @0)
1281 /* x & 0 -> 0  */
1282 (simplify
1283  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1284  @1)
1286 /* ~x | x -> -1 */
1287 /* ~x ^ x -> -1 */
1288 /* ~x + x -> -1 */
1289 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1290  (simplify
1291   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1292   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1294 /* x ^ x -> 0 */
1295 (simplify
1296   (bit_xor @0 @0)
1297   { build_zero_cst (type); })
1299 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1300 (simplify
1301   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1302   (bit_not @0))
1304 /* x & ~0 -> x  */
1305 (simplify
1306  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1307   (non_lvalue @0))
1309 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1310 (for bitop (bit_and bit_ior)
1311  (simplify
1312   (bitop @0 @0)
1313   (non_lvalue @0)))
1315 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1316 #if GIMPLE
1317 (simplify
1318  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1319  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1320       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1321   @0))
1322 #endif
1324 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1325 (simplify
1326  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1327  (plus @0 @1))
1328 (simplify
1329  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1330  (minus @0 @1))
1331 /* (~X - ~Y) -> Y - X.  */
1332 (simplify
1333  (minus (bit_not @0) (bit_not @1))
1334   (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1335    (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1337 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1338 (simplify
1339  (bit_not (minus:s @0 @1))
1340  (plus (bit_not @0) @1))
1341 (simplify
1342  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1343  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1344        && TYPE_UNSIGNED (type))
1345       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1346           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1347   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1349 #if GIMPLE
1350 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1351 (simplify
1352  (plus:c (bit_not @0) @1)
1353   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1354        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1355        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1356        && !integer_all_onesp (@1))
1357    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1358    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1359         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1360         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1361                                               SIGNED))
1362     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1363 #endif
1365 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1366 (simplify
1367  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1368   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1369    (rshift (bit_not! @0) @1)
1370    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1371       have MSB set and the logical right shift is changed into
1372       arithmetic shift.  */
1373    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1374     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1375      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1377 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1378 (simplify
1379  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1380  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1382 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1383 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1384 (for bitop (bit_and bit_ior)
1385  (simplify
1386   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1387   (bitop @0 (bit_not @1))))
1389 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1390 (simplify
1391  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1392  @2)
1394 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1395 (simplify
1396  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1397  (bit_not @0))
1399 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1400 (simplify
1401  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1402  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1404 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1405 (simplify
1406  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1407  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1409 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1410 (simplify
1411  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1412  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1414 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1415 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1416 (for bitop (bit_and bit_ior)
1417      rbitop (bit_ior bit_and)
1418  (simplify
1419   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1420   (bitop @1 @2)))
1422 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1423 (simplify
1424  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1425  (bit_xor @0 @1))
1427 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1428 (simplify
1429  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1430  (bit_and @0 @1))
1432 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1433 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1434 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1435 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1436  (simplify
1437   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1438   (bit_ior @0 @1)))
1440 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1441 (simplify
1442  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1443  (plus @0 @1))
1445 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1446 (simplify
1447  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1448  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1449       && !TYPE_SATURATING (type))
1450   (bit_and @0 @1)))
1452 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1453 (simplify
1454  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1455  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1456       && !TYPE_SATURATING (type))
1457   (bit_ior @0 @1)))
1459 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1460 (simplify
1461  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1462  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1464 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1465 (simplify
1466  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1467  (bit_and @0 @1))
1469 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1470 (simplify
1471  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1472  (bit_xor @0 @1))
1474 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1475 (simplify
1476  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1477  (bit_xor @0 @1))
1479 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1480 (simplify
1481  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1482  (bit_and @0 @1))
1484 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1485 (simplify
1486  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1487  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1489 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1490 (simplify
1491  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1492  (bit_xor @0 @1))
1494 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1495 (simplify
1496  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1497                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1498        integer_all_onesp)
1499  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1500       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1501       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1502       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1503  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1504 (simplify
1505  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1506                                integer_all_onesp))
1507        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1508  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1509       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1510       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1511       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1512  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1513 (simplify
1514  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1515        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1516                                integer_onep)))
1517  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1518       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1519       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1520       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1521  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1523 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1524    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1525 (for op (bit_and bit_ior)
1526      rop (bit_ior bit_and)
1527  (simplify
1528   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1529   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1530        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1531    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1533 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1534    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1535    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1536    simplifications.  */
1537 (for op (bit_xor plus)
1538  (simplify
1539   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1540       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1541   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1542        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1543        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1544    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1546 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1547 (simplify
1548  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1549  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1550   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1552 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1553 (simplify
1554  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1555  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1556       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1557   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1559 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1560 (simplify
1561  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1562  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1563   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1565 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1566 (for opo (bit_and bit_xor)
1567      opi (bit_xor bit_and)
1568  (simplify
1569   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1570   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1572 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1573    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1574    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1575    constants are involved.  For example, convert
1576      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1577    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1578 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1579      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1580  (simplify
1581   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1582   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1583        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1584    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1586 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1587 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1588    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1589 (for op (bit_and bit_ior)
1590  (simplify
1591   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1592   @2))
1593 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1594 (simplify
1595  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1596  (convert @0))
1597 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1598    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1599 (for op (bit_and bit_ior)
1600  (simplify
1601   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1602   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1603        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1604    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1605     (op @3 (convert @2))
1606     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1607      (op (convert @1) @5))))))
1608 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1609 (simplify
1610  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1611  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1612       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1613   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1615 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1616    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1617 (simplify
1618  (abs (abs@1 @0))
1619  @1)
1621 (simplify
1622  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1623  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1624   @1))
1626 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1627 (simplify
1628  (abs (negate @0))
1629  (abs @0))
1631 (simplify
1632  (absu (negate @0))
1633  (absu @0))
1635 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1636 (simplify
1637  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1638  @0)
1640 (simplify
1641  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1642  (convert @0))
1644 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X) or absu(X).  */
1645 (simplify
1646  (mult:c (nop_convert1?
1647           (bit_ior (nop_convert2? (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1648                     integer_onep))
1649          (nop_convert3? @0))
1650  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1651       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1652       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1653   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1654    (absu @0)
1655    (abs @0)
1656   )
1660 /* A few cases of fold-const.cc negate_expr_p predicate.  */
1661 (match negate_expr_p
1662  INTEGER_CST
1663  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1664        && TYPE_UNSIGNED (type))
1665       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1666           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1667 (match negate_expr_p
1668  FIXED_CST)
1669 (match negate_expr_p
1670  (negate @0)
1671  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1672 (match negate_expr_p
1673  REAL_CST
1674  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1675 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1676    ways.  */
1677 (match negate_expr_p
1678  VECTOR_CST
1679  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1680 (match negate_expr_p
1681  (minus @0 @1)
1682  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1683       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1684           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1685           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1687 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1688 (simplify
1689  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1690   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1691        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1692    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1694 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1695 (simplify
1696  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1697  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1698       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1699   (minus (negate @1) @0)))
1701 /* -(A - B) -> B - A.  */
1702 (simplify
1703  (negate (minus @0 @1))
1704  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1705       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1706           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1707           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1708   (minus @1 @0)))
1709 (simplify
1710  (negate (pointer_diff @0 @1))
1711  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1712   (pointer_diff @1 @0)))
1714 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1715 (simplify
1716  (minus @0 negate_expr_p@1)
1717  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1718  (plus @0 (negate @1))))
1720 /* Other simplifications of negation (c.f. fold_negate_expr_1).  */
1721 (simplify
1722  (negate (mult:c@0 @1 negate_expr_p@2))
1723  (if (! TYPE_UNSIGNED (type)
1724       && ! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1725       && single_use (@0))
1726   (mult @1 (negate @2))))
1728 (simplify
1729  (negate (rdiv@0 @1 negate_expr_p@2))
1730  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1731       && single_use (@0))
1732   (rdiv @1 (negate @2))))
1734 (simplify
1735  (negate (rdiv@0 negate_expr_p@1 @2))
1736  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1737       && single_use (@0))
1738   (rdiv (negate @1) @2)))
1740 /* Fold -((int)x >> (prec - 1)) into (unsigned)x >> (prec - 1).  */
1741 (simplify
1742  (negate (convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)))
1743  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1744       && wi::to_wide (@1) == element_precision (type) - 1)
1745   (with { tree stype = TREE_TYPE (@0);
1746           tree ntype = TYPE_UNSIGNED (stype) ? signed_type_for (stype)
1747                                              : unsigned_type_for (stype); }
1748    (if (VECTOR_TYPE_P (type))
1749     (view_convert (rshift (view_convert:ntype @0) @1))
1750     (convert (rshift (convert:ntype @0) @1))))))
1752 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1753    when profitable.
1754    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1755    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1756    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1757    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1758 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1759  (simplify
1760   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1761   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1762          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1763          && (int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0))
1764              || tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type)))
1765         || types_match (@0, @1))
1766        /* ???  This transform conflicts with fold-const.cc doing
1767           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1768           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1769           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1770           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1771        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1772        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1773               after hoisting the conversion the operation will be narrower.
1774               It is also a good if the conversion is a nop as moves the
1775               conversion to one side; allowing for combining of the conversions.  */
1776            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1777            /* The conversion check for being a nop can only be done at the gimple
1778               level as fold_binary has some re-association code which can conflict
1779               with this if there is a "constant" which is not a full INTEGER_CST.  */
1780            || (GIMPLE && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
1781            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1782               mode.  */
1783            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1784            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1785               of its mode.  */
1786            || !type_has_mode_precision_p (type)
1787            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1788               in smaller IL.  */
1789            || (GIMPLE
1790                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1791                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1792                && single_use (@2)
1793                && single_use (@3))))
1794    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1795  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1796     in smaller IL.  */
1797  (simplify
1798   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1799   (if (GIMPLE
1800        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1801        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1802        && types_match (type, @0))
1803    (bitop @0 (convert @1)))))
1805 (for bitop (bit_and bit_ior)
1806      rbitop (bit_ior bit_and)
1807   /* (x | y) & x -> x */
1808   /* (x & y) | x -> x */
1809  (simplify
1810   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1811   @0)
1812  /* (~x | y) & x -> x & y */
1813  /* (~x & y) | x -> x | y */
1814  (simplify
1815   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1816   (bitop @0 @1)))
1818 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1819 (simplify
1820   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1821   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1823 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1824 (simplify
1825   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1826   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1828 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1829 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1830  (simplify
1831   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1832   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1833    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1834       folded to a constant.  */
1835    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1836    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1837       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1838       the values involved are such that the operation can't be decided at
1839       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1840       that combination can be decided at compile time.
1842       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1843       oscillation.  */
1844    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1845     (if (cst1)
1846      (bitop @1 { cst1; })
1847      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1848       (if (cst2)
1849        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1851 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1852    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1853 (match truth_valued_p
1854  @0
1855  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1856 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1857  (match truth_valued_p
1858   (op @0 @1)))
1859 (match truth_valued_p
1860   (truth_not @0))
1862 (match (logical_inverted_value @0)
1863  (truth_not @0))
1864 (match (logical_inverted_value @0)
1865  (bit_not truth_valued_p@0))
1866 (match (logical_inverted_value @0)
1867  (eq @0 integer_zerop))
1868 (match (logical_inverted_value @0)
1869  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1870 (match (logical_inverted_value @0)
1871  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1873 /* X & !X -> 0.  */
1874 (simplify
1875  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1876  { build_zero_cst (type); })
1877 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1878 (for op (bit_ior bit_xor)
1879  (simplify
1880   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1881   { constant_boolean_node (true, type); }))
1882 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1883 (for op (eq ne)
1884  (simplify
1885   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1886   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1888 /* ~~x -> x */
1889 (simplify
1890   (bit_not (bit_not @0))
1891   @0)
1893 (match zero_one_valued_p
1894  @0
1895  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && tree_nonzero_bits (@0) == 1)))
1896 (match zero_one_valued_p
1897  truth_valued_p@0)
1899 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 }.  */
1900 (simplify
1901  (mult zero_one_valued_p@0 zero_one_valued_p@1)
1902  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1903   (bit_and @0 @1)))
1905 /* Transform X & -Y into X * Y when Y is { 0 or 1 }.  */
1906 (simplify
1907  (bit_and:c (convert? (negate zero_one_valued_p@0)) @1)
1908  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1909       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1910       && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != BOOLEAN_TYPE
1911       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1912   (mult (convert @0) @1)))
1914 /* Narrow integer multiplication by a zero_one_valued_p operand.
1915    Multiplication by [0,1] is guaranteed not to overflow.  */
1916 (simplify
1917  (convert (mult@0 zero_one_valued_p@1 INTEGER_CST@2))
1918  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1919       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1920       && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1921   (mult (convert @1) (convert @2))))
1923 /* (X << C) != 0 can be simplified to X, when C is zero_one_valued_p.
1924    Check that the shift is well-defined (C is less than TYPE_PRECISION)
1925    as some targets (such as x86's SSE) may return zero for larger C.  */
1926 (simplify
1927   (ne (lshift zero_one_valued_p@0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1928   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
1929        && tree_to_shwi (@1) > 0
1930        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1931     (convert @0)))
1933 /* (X << C) == 0 can be simplified to X == 0, when C is zero_one_valued_p.
1934    Check that the shift is well-defined (C is less than TYPE_PRECISION)
1935    as some targets (such as x86's SSE) may return zero for larger C.  */
1936 (simplify
1937   (eq (lshift zero_one_valued_p@0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1938   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
1939        && tree_to_shwi (@1) > 0
1940        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1941     (eq @0 @2)))
1943 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1944 (simplify
1945  (bit_not (convert? (negate @0)))
1946  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1947       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1948   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1950 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1951 (simplify
1952  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1953  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1955 /* (a & b) ^ (a == b) -> !(a | b) */
1956 /* (a & b) == (a ^ b) -> !(a | b) */
1957 (for first_op (bit_xor eq)
1958      second_op (eq bit_xor)
1959  (simplify
1960   (first_op:c (bit_and:c truth_valued_p@0 truth_valued_p@1) (second_op:c @0 @1))
1961     (bit_not (bit_ior @0 @1))))
1963 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1964 (simplify
1965  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1966  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1967       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1968   (convert (negate @0))))
1969 (simplify
1970  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1971  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1972       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1973   (convert (negate @0))))
1975 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1976 (simplify
1977  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1978  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1979   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1980 (simplify
1981  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1982  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1983   (convert (bit_xor @0 @1))))
1985 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1986 (simplify
1987  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1988  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1989   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1991 /* ~(a ^ b) is a == b for truth valued a and b.  */
1992 (simplify
1993  (bit_not (bit_xor:s truth_valued_p@0 truth_valued_p@1))
1994  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1995       && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == 1)
1996   (convert (eq @0 @1))))
1998 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1999 (simplify
2000  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
2001  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
2003 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
2004 (simplify
2005  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
2006  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
2007       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2008   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
2010 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
2011 (if (!canonicalize_math_p ())
2012  (for cmp (gt lt ge le)
2013   (simplify
2014    (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
2015    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
2017 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
2018    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
2019 (for cmp (eq ne)
2020  (simplify
2021   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
2022   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2023        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2024        && tree_expr_nonzero_p (@1))
2025    (cmp @0 @2))))
2027 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
2028    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
2029 (for cmp (eq ne)
2030  (simplify
2031   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
2032   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2033        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
2034        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
2035    (cmp @0 @2))))
2037 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
2038    x * C RELOP y * C into:
2040    x RELOP y for nonnegative C
2041    y RELOP x for negative C  */
2042 (for cmp (lt gt le ge)
2043  (simplify
2044   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
2045   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2046        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2047    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2048     (cmp @0 @2)
2049    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2050         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
2051     (cmp @2 @0))))))
2053 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
2054 (for cmp (le gt)
2055      icmp (gt le)
2056  (simplify
2057   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
2058    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2059         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2060         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
2061         && (wi::to_wide (@2)
2062             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
2063     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2064      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
2066 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
2067 (for cmp (simple_comparison)
2068  (simplify
2069   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
2070   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
2071        && types_match (@0, @1))
2072    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2073     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2074      (cmp @1 @0)
2075      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2076       (with
2077        {
2078         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2079        }
2080        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
2081     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2082      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2083       (cmp @0 @1)
2084       (with
2085        {
2086         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2087        }
2088        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
2090 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
2091 (for cmp (simple_comparison)
2092  (simplify
2093   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2094   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2095        && integer_nonzerop (@1)
2096        && !TREE_OVERFLOW (@1)
2097        && !TREE_OVERFLOW (@2))
2098    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
2099            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
2100                                                    &neg_overflow); }
2101     (switch
2102      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
2103        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
2104         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
2105         (if (code == LT_EXPR)
2106          (lt @0 { lo; })
2107          (ge @0 { lo; }))))
2108      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
2109        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
2110         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
2111         (if (code == LE_EXPR)
2112          (le @0 { hi; })
2113          (gt @0 { hi; }))))
2114      (if (!lo && !hi)
2115       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
2116      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
2117       (ge @0 { lo; }))
2118      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
2119       (le @0 { hi; }))
2120      (if (code == NE_EXPR && !hi)
2121       (lt @0 { lo; }))
2122      (if (code == NE_EXPR && !lo)
2123       (gt @0 { hi; }))
2124      (if (GENERIC)
2125       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
2126                            lo, hi); })
2127      (with
2128       {
2129         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
2130         if (etype)
2131           {
2132             hi = fold_convert (etype, hi);
2133             lo = fold_convert (etype, lo);
2134             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
2135           }
2136       }
2137       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
2138        (if (code == EQ_EXPR)
2139         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
2140         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
2142 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2143 (for op (lt le ge gt)
2144  (simplify
2145   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2146   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2147        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2148    (op @0 @1))))
2150 /* As a special case, X + C < Y + C is the same as (signed) X < (signed) Y
2151    when C is an unsigned integer constant with only the MSB set, and X and
2152    Y have types of equal or lower integer conversion rank than C's.  */
2153 (for op (lt le ge gt)
2154  (simplify
2155   (op (plus @1 INTEGER_CST@0) (plus @2 @0))
2156   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2157        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2158        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@0)))
2159    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2160     (op (convert:stype @1) (convert:stype @2))))))
2162 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2163 (for op (eq ne minus)
2164  (simplify
2165   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2166   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2167        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2168            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2169    (op @0 @1))))
2171 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2172 (for op (lt le ge gt)
2173  (simplify
2174   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2175   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2176        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2177    (op @0 @1))))
2178 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2179 (for op (eq ne minus)
2180  (simplify
2181   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2182   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2183        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2184            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2185    (op @0 @1))))
2186 /* And for pointers...  */
2187 (for op (simple_comparison)
2188  (simplify
2189   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2190   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2191    (op @0 @1))))
2192 (simplify
2193  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2194  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2195       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2196   (pointer_diff @0 @1)))
2198 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
2199 (for op (lt le ge gt)
2200  (simplify
2201   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2202   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2203        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2204    (op @1 @0))))
2205 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2206 (for op (eq ne minus)
2207  (simplify
2208   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2209   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2210        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2211            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2212    (op @1 @0))))
2213 /* And for pointers...  */
2214 (for op (simple_comparison)
2215  (simplify
2216   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2217   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2218    (op @1 @0))))
2219 (simplify
2220  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2221  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2222       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2223   (pointer_diff @1 @0)))
2225 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
2226 (for op (lt le gt ge)
2227  (simplify
2228   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
2229   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2230        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2231        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2232        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
2233    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2234 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2235 (for op (eq ne)
2236  (simplify
2237   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
2238   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2239        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2240            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2241        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
2242        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
2243        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
2244    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2245  (simplify
2246   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
2247   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
2248        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2249        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
2250    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2252 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
2253    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2254 (for op (simple_comparison)
2255  (simplify
2256   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
2257   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2258        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2259            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
2260                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2261        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
2262    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2264 /* Transform:
2265    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
2266    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
2267 (for cmp (eq ne)
2268      ocmp (lt ge)
2269  (simplify
2270   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
2271   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2272        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
2273        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
2274        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2275    (ocmp @0 @1))))
2277 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
2278 (for cmp (eq ne)
2279  (simplify
2280   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
2281   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
2282    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2284 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
2285    possibly set.  */
2286 (match with_possible_nonzero_bits
2287  INTEGER_CST@0)
2288 (match with_possible_nonzero_bits
2289  SSA_NAME@0
2290  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
2291 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
2292 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2293  with_possible_nonzero_bits@0)
2294 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2295  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
2297 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
2298    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
2299 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2300  INTEGER_CST@0)
2301 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2302  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
2304 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
2305 (for cmp (eq ne)
2306  (simplify
2307   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
2308   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
2309    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2311 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
2312    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
2313    zero throughout its computed value range,
2314    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
2315    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
2316    and 0's otherwise.
2317    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
2318    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
2319    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
2321 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
2322      outer_op (bit_xor bit_ior)
2323 (simplify
2324  (outer_op
2325   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
2326  (with
2327   {
2328     bool fail = false;
2329     wide_int zero_mask_not;
2330     wide_int C0;
2331     wide_int cst_emit;
2333     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
2334       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
2335     else
2336       fail = true;
2338     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
2339       {
2340         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
2341         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
2342       }
2343     else
2344       {
2345         C0 = wi::to_wide (@0);
2346         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
2347       }
2348   }
2349   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
2350    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
2351    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
2352     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2354 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2355 (simplify
2356   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2357   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2358 #if GENERIC
2359 (simplify
2360   (pointer_plus (convert:s (pointer_plus:s @0 @1)) @3)
2361   (convert:type (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
2362 #endif
2364 /* Pattern match
2365      tem1 = (long) ptr1;
2366      tem2 = (long) ptr2;
2367      tem3 = tem2 - tem1;
2368      tem4 = (unsigned long) tem3;
2369      tem5 = ptr1 + tem4;
2370    and produce
2371      tem5 = ptr2;  */
2372 (simplify
2373   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2374   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2375   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2376        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2377             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2378    @1))
2379 (simplify
2380   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2381   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2382    (convert @1)))
2384 /* Pattern match
2385      tem = (sizetype) ptr;
2386      tem = tem & algn;
2387      tem = -tem;
2388      ... = ptr p+ tem;
2389    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2390      ... = ptr & ~algn;  */
2391 (simplify
2392   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2393   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2394    (bit_and @0 { algn; })))
2396 /* Try folding difference of addresses.  */
2397 (simplify
2398  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2399  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2400   (with { poly_int64 diff; }
2401    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2402     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2403 (simplify
2404  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2405  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2406   (with { poly_int64 diff; }
2407    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2408     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2409 (simplify
2410  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2411  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2412       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2413   (with { poly_int64 diff; }
2414    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2415     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2416 (simplify
2417  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2418  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2419       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2420   (with { poly_int64 diff; }
2421    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2422     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2424 /* (&a+b) - (&a[1] + c) -> sizeof(a[0]) + (b - c) */
2425 (simplify
2426  (pointer_diff (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2427  (with { poly_int64 diff; }
2428    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2429     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert (minus @1 @3))))))
2431 /* (&a+b) !=/== (&a[1] + c) ->  sizeof(a[0]) + b !=/== c */
2432 (for neeq (ne eq)
2433  (simplify
2434   (neeq (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2435    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@1);}
2436     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2437      (neeq (plus { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @1) @3)))))
2439 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2440 (simplify
2441  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2442  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2443   { build_fold_addr_expr_with_type
2444       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2445                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2446                type); }))
2448 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2449    be able to fold this expression using the object or function's
2450    alignment.  */
2451 (simplify
2452  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2453  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2454       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2455   (with
2456    {
2457      unsigned int align;
2458      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2459      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2460    }
2461    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2462     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2463                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2465 (match min_value
2466  INTEGER_CST
2467  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2468       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2470 (match max_value
2471  INTEGER_CST
2472  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2473       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2475 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2476    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2477 (for eqne (eq ne)
2478  (simplify
2479   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2480    (switch
2481     (if (eqne == EQ_EXPR)
2482      { constant_boolean_node (false, type); })
2483     (if (eqne == NE_EXPR)
2484      @2)
2485     )))
2487 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2488    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2489 (for eqne (eq ne)
2490  (simplify
2491   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2492    (switch
2493     (if (eqne == EQ_EXPR)
2494      { constant_boolean_node (false, type); })
2495     (if (eqne == NE_EXPR)
2496      @2)
2497     )))
2499 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2500 (simplify
2501  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2502   @2)
2504 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2505 (simplify
2506  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2507   @2)
2509 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2510 (simplify
2511  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2512   @2)
2514 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2515 (simplify
2516  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2517   { constant_boolean_node (true, type); })
2519 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2520 (simplify
2521  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2522   @2)
2524 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2525 (simplify
2526  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2527   @2)
2529 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2530    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2531 (for eqne (eq ne)
2532  (simplify
2533   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2534    (switch
2535     (if (eqne == EQ_EXPR)
2536      @2)
2537     (if (eqne == NE_EXPR)
2538      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2540 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2541 (simplify
2542  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:cs @0 @1))
2543   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2544        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2545   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2547 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2548 (simplify
2549  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:cs @0 @1))
2550   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2551        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2552   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2554 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2555    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2557 (for code1 (eq ne)
2558  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2559   (simplify
2560    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2561     (with
2562      {
2563       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2564       bool val;
2565       switch (code2)
2566          {
2567         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2568         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2569         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2570         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2571         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2572         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2573         default: gcc_unreachable ();
2574         }
2575      }
2576      (switch
2577       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2578       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2579       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2581 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2583 (for code1 (lt le gt ge)
2584  (for code2 (lt le gt ge)
2585   (simplify
2586   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2587    (with
2588     {
2589      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2590     }
2591     (switch
2592      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2593      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2594           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2595       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2596        @3
2597        @4))
2598      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2599      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2600           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2601       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2602        @3
2603        @4))
2604      /* Check for singleton ranges.  */
2605      (if (cmp == 0
2606           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2607             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2608       (eq @0 @1))
2609      /* Check for disjoint ranges.  */
2610      (if (cmp <= 0
2611           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2612           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2613       { constant_boolean_node (false, type); })
2614      (if (cmp >= 0
2615           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2616           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2617       { constant_boolean_node (false, type); })
2618      )))))
2620 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2621    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2623 (for code1 (eq ne)
2624  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2625   (simplify
2626    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2627     (with
2628      {
2629       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2630       bool val;
2631       switch (code2)
2632         {
2633         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2634         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2635         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2636         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2637         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2638         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2639         default: gcc_unreachable ();
2640         }
2641      }
2642      (switch
2643       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2644       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2645       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2647 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2649 (for code1 (lt le gt ge)
2650  (for code2 (lt le gt ge)
2651   (simplify
2652   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2653    (with
2654     {
2655      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2656     }
2657     (switch
2658      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2659      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2660           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2661       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2662        @4
2663        @3))
2664      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2665      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2666           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2667       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2668        @4
2669        @3))
2670      /* Check for singleton ranges.  */
2671      (if (cmp == 0
2672           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2673               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2674       (ne @0 @2))
2675      /* Check for disjoint ranges.  */
2676      (if (cmp >= 0
2677           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2678           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2679       { constant_boolean_node (true, type); })
2680      (if (cmp <= 0
2681           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2682           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2683       { constant_boolean_node (true, type); })
2684      )))))
2686 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2687 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2689  /* Contract negates.  */
2690  /* A + (-B) -> A - B */
2691  (simplify
2692   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2693   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2694   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2695        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2696    (with
2697     {
2698      tree t1 = type;
2699      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2700          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2701        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2702     }
2703     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2704  /* A - (-B) -> A + B */
2705  (simplify
2706   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2707   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2708        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2709    (with
2710     {
2711      tree t1 = type;
2712      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2713          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2714        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2715     }
2716     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2717  /* -(T)(-A) -> (T)A
2718     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2719     happen without overflow.  */
2720  (simplify
2721   (negate (convert (negate @1)))
2722   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2723        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2724            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2725                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2726        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2727        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2728    (convert @1)))
2729  (simplify
2730   (negate (convert negate_expr_p@1))
2731   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2732        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2733             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2734             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2735            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2736    (convert (negate @1))))
2737  (simplify
2738   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2739   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2740        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2741    (view_convert @1)))
2743  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2744     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2745  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2746       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2748   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2749      irrespective of overflow issues.  */
2750   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2751   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2752   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2753   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2754   (simplify
2755    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2756    (view_convert @1))
2757   (simplify
2758    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2759    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2760         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2761    (negate (view_convert @1))
2762    (view_convert (negate @1))))
2763   (simplify
2764    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2765    (view_convert @0))
2766   (simplify
2767    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2768     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2769          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2770      (negate (view_convert @1))
2771      (view_convert (negate @1))))
2772   (simplify
2773    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2774    (view_convert @1))
2775   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2776   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2777   /* More cases are handled with comparisons.  */
2778   (simplify
2779    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2780    (plus @2 @1))
2781   (simplify
2782    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2783    (minus @2 @1))
2784   (simplify
2785    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2786    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2787         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2788     (pointer_diff @2 @1)))
2789   (simplify
2790    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2791    (plus @1 @2))
2793   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2794      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2795      scalars.  */
2796   (for outer_op (plus minus)
2797    (for inner_op (plus minus)
2798         neg_inner_op (minus plus)
2799     (simplify
2800      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2801                CONSTANT_CLASS_P@2)
2802      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2803      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2804       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2805          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2806       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2807        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2808         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2809         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2810       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2811            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2812        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2813         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2814         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2815        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2816           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2817           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2818        (if (types_match (type, @0))
2819         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2820                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2821                                         type, @1, @2); }
2822          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2823           (inner_op @0 { cst; } )
2824           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2825           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2826                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2827            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2828            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2829            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2830             (if (utype)
2831              (view_convert (inner_op
2832                             (view_convert:utype @0)
2833                             (view_convert:utype
2834                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2836   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2837   (for outer_op (plus minus)
2838    (simplify
2839     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2840     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2841     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2842      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2843         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2844      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2845       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2846      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2847           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2848       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2849       (if (types_match (type, @0))
2850        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2851         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2852          (minus { cst; } @0))))))))
2854   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2855      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2856      scalars.  */
2857   (simplify
2858    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2859    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2860    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2861     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2862       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2863     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2864      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2865     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2866          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2867      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2868      (if (types_match (type, @0))
2869       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2870        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2871         (plus { cst; } @0)))))))
2873 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2874 #if GIMPLE
2875   (simplify
2876    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2877     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2878          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2879          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2880          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2881      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2882         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2883      (with
2884       {
2885         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2886                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2887         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2889         wide_int w1
2890           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2891                             TYPE_SIGN (inner_type));
2893         value_range vr;
2894         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2895             && vr.kind () == VR_RANGE)
2896           {
2897             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2898             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2899             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2900             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2901           }
2902       }
2903      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2904       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2905      )))
2906 #endif
2908 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2909 #if GIMPLE
2910   (for op (plus minus)
2911    (simplify
2912     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2913      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2914           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2915           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2916           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2917           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2918           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2919        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2920 #endif
2922 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2923    to a simple value.  */
2924   (for op (plus minus)
2925    (simplify
2926     (op (convert @0) (convert @1))
2927      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2928           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2929           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2930           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2931           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2932           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2933       (convert (op! @0 @1)))))
2935   /* ~A + A -> -1 */
2936   (simplify
2937    (plus:c (bit_not @0) @0)
2938    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2939     { build_all_ones_cst (type); }))
2941   /* ~A + 1 -> -A */
2942   (simplify
2943    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2944    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2945     (negate (convert @0))))
2947   /* -A - 1 -> ~A */
2948   (simplify
2949    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2950    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2951         && TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2952         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2953     (bit_not (convert @0))))
2955   /* -1 - A -> ~A */
2956   (simplify
2957    (minus integer_all_onesp @0)
2958    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
2959     (bit_not @0)))
2961   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2962   (simplify
2963    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2964     (convert? @0))
2965    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2966         /* For integer types, if A has a smaller type
2967            than T the result depends on the possible
2968            overflow in P + A.
2969            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2970            However, if an overflow in P + A would cause
2971            undefined behavior, we can assume that there
2972            is no overflow.  */
2973         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2974             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2975     (convert @1)))
2976   (simplify
2977    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2978     (convert @0))
2979    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2980         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2981            final type requires a sign- or zero-extension,
2982            then we have to punt - it is not defined which
2983            one is correct.  */
2984         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2985             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2986             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2987     (convert @1)))
2988    (simplify
2989     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2990     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2991        thus sign-extended if necessary.  */
2992     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2993      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2994         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2995         we don't want to diagnose overflow here.  */
2996      (convert (view_convert:stype @1))))
2998   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2999   (simplify
3000    (minus (convert? @0)
3001     (convert (plus:c @@0 @1)))
3002    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3003         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3004         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3005     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3006      (convert (negate (convert:utype @1))))
3007     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3008          /* For integer types, if A has a smaller type
3009             than T the result depends on the possible
3010             overflow in P + A.
3011             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3012             However, if an overflow in P + A would cause
3013             undefined behavior, we can assume that there
3014             is no overflow.  */
3015          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3016              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
3017      (negate (convert @1)))))
3018   (simplify
3019    (minus (convert @0)
3020     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
3021    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3022         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3023         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3024     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3025      (convert (negate (convert:utype @1))))
3026     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3027          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3028             final type requires a sign- or zero-extension,
3029             then we have to punt - it is not defined which
3030             one is correct.  */
3031          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3032              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3033              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
3034      (negate (convert @1)))))
3035    (simplify
3036     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
3037     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3038        thus sign-extended if necessary.  */
3039     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3040      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3041         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3042         we don't want to diagnose overflow here.  */
3043      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
3045   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
3046   (simplify
3047    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
3048     (convert (plus:c @0 @2)))
3049    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3050         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3051         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3052         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
3053     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3054      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3055     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3056           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
3057          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3058              /* For integer types, if A has a smaller type
3059                 than T the result depends on the possible
3060                 overflow in P + A.
3061                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3062                 However, if an overflow in P + A would cause
3063                 undefined behavior, we can assume that there
3064                 is no overflow.  */
3065              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3066                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3067                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
3068                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
3069      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3070   (simplify
3071    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
3072     (convert (pointer_plus @0 @2)))
3073    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3074         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3075         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3076     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3077      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3078     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3079          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3080             final type requires a sign- or zero-extension,
3081             then we have to punt - it is not defined which
3082             one is correct.  */
3083          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3084              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3085              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
3086              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
3087              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
3088      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3089    (simplify
3090     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
3091      (pointer_diff @0 @1))
3092    (simplify
3093     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
3094     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3095        thus sign-extended if necessary.  */
3096     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3097      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3098         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3099         we don't want to diagnose overflow here.  */
3100      (minus (convert (view_convert:stype @1))
3101             (convert (view_convert:stype @2)))))))
3103 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
3104     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
3105 (if (!TYPE_SATURATING (type)
3106      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
3107  (for plusminus (plus minus)
3108   (simplify
3109    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
3110    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3111         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3112         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3113             && tree_expr_nonzero_p (@0)
3114             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3115     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
3116      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
3117         original operand (but not on both).  */
3118      (mult (plusminus @1 @2) @0)
3119      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
3120   )))
3121   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
3122   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
3123    (simplify
3124     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
3125     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3126           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3127           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
3128              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3129              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
3130              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
3131           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3132               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3133                    && expr_not_equal_to (@0,
3134                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
3135                   || (plusminus == PLUS_EXPR
3136                       ? expr_not_equal_to (@2,
3137                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3138                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
3139                       : (expr_not_equal_to (@2,
3140                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3141                          && expr_not_equal_to (@2,
3142                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3143                                 + 1))))))
3144          && single_use (@3))
3145      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
3146    (simplify
3147     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
3148     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3149           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3150           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
3151              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3152              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
3153              for @0 0 and @2 min.  */
3154           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3155               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3156                    && (plusminus == MINUS_EXPR
3157                        || expr_not_equal_to (@0,
3158                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3159                   || expr_not_equal_to (@2,
3160                         (plusminus == PLUS_EXPR
3161                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3162                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
3163          && single_use (@3))
3164      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
3166 #if GIMPLE
3167 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
3168    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
3169 (simplify
3170  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
3171   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3172        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3173        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3174        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3175            || optab_handler (smul_optab,
3176                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3177    (with { tree t = type;
3178            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3179            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
3180                                              element_precision (type));
3181            w += 1;
3182            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3183                                         : t, w);
3184            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3185     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3186 (simplify
3187  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
3188   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3189        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3190        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3191        && tree_fits_uhwi_p (@2)
3192        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
3193        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3194            || optab_handler (smul_optab,
3195                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3196    (with { tree t = type;
3197            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3198            unsigned int prec = element_precision (type);
3199            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
3200            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
3201            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3202                                         : t, w);
3203            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3204     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3205 #endif
3207 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
3208    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
3209    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
3210 (for op (bit_ior bit_xor)
3211  (simplify
3212   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3213       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3214   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3215        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3216    (mult @1
3217          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
3218  (simplify
3219   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3220         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3221   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3222        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3223        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3224    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
3225            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
3226                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3227     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
3228  (simplify
3229   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3230         @1)
3231   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3232        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3233    (mult @1
3234          { wide_int_to_tree (type,
3235                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
3236  (simplify
3237   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3238       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3239   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3240        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3241        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3242        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3243    (with { tree t = type;
3244            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3245              t = unsigned_type_for (t);
3246            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3247            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
3248                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3249     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
3250  (simplify
3251   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3252         @1)
3253   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3254        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3255        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3256    (with { tree t = type;
3257            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3258              t = unsigned_type_for (t);
3259            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3260            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
3261     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
3263 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
3265 (for minmax (min max)
3266  (simplify
3267   (minmax @0 @0)
3268   @0))
3269 /* For fmin() and fmax(), skip folding when both are sNaN.  */
3270 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3271  (simplify
3272   (minmax @0 @0)
3273   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3274     @0)))
3275 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
3276 (simplify
3277  (min:c (max:c @0 @1) @1)
3278  @1)
3279 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
3280 (simplify
3281  (max:c (min:c @0 @1) @1)
3282  @1)
3283 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
3284 (simplify
3285  (max:c @0 (negate @0))
3286  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3287       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3288           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3289   (abs @0)))
3290 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
3291 (simplify
3292  (min:c @0 (negate @0))
3293  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3294       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3295           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3296   (negate (abs @0))))
3297 (simplify
3298  (min @0 @1)
3299  (switch
3300   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3301        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3302        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3303    @1)
3304   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3305        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3306        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3307    @0)))
3308 (simplify
3309  (max @0 @1)
3310  (switch
3311   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3312        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3313        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3314    @1)
3315   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3316        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3317        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3318    @0)))
3320 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
3321 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
3322 (simplify
3323  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3324   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3325    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3326     @2
3327     @0)))
3329 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
3330 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
3331 (simplify
3332  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3333   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3334    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3335     @0
3336     @2)))
3338 /* Simplify min (&var[off0], &var[off1]) etc. depending on whether
3339    the addresses are known to be less, equal or greater.  */
3340 (for minmax (min max)
3341      cmp (lt gt)
3342  (simplify
3343   (minmax (convert1?@2 addr@0) (convert2?@3 addr@1))
3344   (with
3345    {
3346      poly_int64 off0, off1;
3347      tree base0, base1;
3348      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
3349                                   off0, off1, GENERIC);
3350    }
3351    (if (equal == 1)
3352     (if (minmax == MIN_EXPR)
3353      (if (known_le (off0, off1))
3354       @2
3355       (if (known_gt (off0, off1))
3356        @3))
3357      (if (known_ge (off0, off1))
3358       @2
3359       (if (known_lt (off0, off1))
3360        @3)))))))
3362 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
3363    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
3364 (for minmax (min max)
3365  (simplify
3366   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
3367   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3368        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
3369        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
3370        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
3371    (minmax @1 (convert @2)))))
3373 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3374  /* If either argument is NaN and other one is not sNaN, return the other
3375     one.  Avoid the transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
3376  (simplify
3377   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
3378    (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
3379        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling)
3380        && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3381    @0)))
3382 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
3383    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
3384    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
3385    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
3386    worry about it either.  */
3387 (if (flag_finite_math_only)
3388  (simplify
3389   (FMIN_ALL @0 @1)
3390   (min @0 @1))
3391  (simplify
3392   (FMAX_ALL @0 @1)
3393   (max @0 @1)))
3394 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
3395 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3396      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
3397  (simplify
3398   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
3399   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3400        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3401            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3402    (negate (maxmin @0 @1)))))
3403 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3404    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3405 (for minmax (min max)
3406  maxmin (max min)
3407  (simplify
3408   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3409   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3411 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3412 (for minmax (min min max max)
3413      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3414      out    (le  gt  ge  lt )
3415  (simplify
3416   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3417   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3418    (out @0 @1))))
3419 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3420    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3421 (for cmp (eq ne)
3422  (simplify
3423   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3424   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3425                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3426    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3427    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3428                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3429     (cmp @0 @2)))))
3430 (for cmp (eq ne)
3431  (simplify
3432   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3433   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3434                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3435    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3436    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3437                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3438     (cmp @0 @2)))))
3439 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3440 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3441      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3442      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3443  (simplify
3444   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3445   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3447 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3448    X > MAX(X, Y) -> false 
3449    X >= MIN(X, Y) -> true
3450    X < MIN(X, Y) -> false */
3451 (for minmax (min     min     max     max     )
3452      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3453  (simplify
3454   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3455   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3457 /* Undo fancy ways of writing max/min or other ?: expressions, like
3458    a - ((a - b) & -(a < b))  and  a - (a - b) * (a < b) into (a < b) ? b : a.
3459    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3460 /* Transform A + (B-A)*cmp into cmp ? B : A.  */
3461 (simplify
3462  (plus:c @0 (mult:c (minus @1 @0) zero_one_valued_p@2))
3463  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3464       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3465   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3466 /* Transform A - (A-B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3467 (simplify
3468  (minus @0 (mult:c (minus @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3469  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3470       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3471   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3472 /* Transform A ^ (A^B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3473 (simplify
3474  (bit_xor:c @0 (mult:c (bit_xor:c @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3475  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3476       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3477   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3479 /* (x <= 0 ? -x : 0) -> max(-x, 0).  */
3480 (simplify
3481   (cond (le @0 integer_zerop@1) (negate@2 @0) integer_zerop@1)
3482   (max @2 @1))
3484 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3486 (for rotate (lrotate rrotate)
3487  (simplify
3488   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3489   @0))
3491 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3492 (simplify
3493  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3494  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3495   @0))
3497 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3498 (simplify
3499  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3500  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3501   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3502   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3504 (simplify
3505  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3506  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3507       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3508          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3509          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3510       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3511       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3512       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3513       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3514       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3515           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3516                         TYPE_PRECISION (type)
3517                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3518   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3520 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3521    types.  */
3522 (simplify
3523  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3524  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3525       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3526   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3528 /* Optimize x >> x into 0 */
3529 (simplify
3530  (rshift @0 @0)
3531   { build_zero_cst (type); })
3533 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3534  (simplify
3535   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3536   (non_lvalue @0))
3537  (simplify
3538   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3539   @0)
3540  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3541     if vector2 is uniform.  */
3542  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3543   (simplify
3544    (shiftrotate @0 vec@1)
3545    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3546     (if (tem)
3547      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3549 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3550    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3551 #if GIMPLE
3552 (for shift (lshift rshift)
3553  (simplify
3554   (shift @0 SSA_NAME@1)
3555    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3556     (with {
3557       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3558       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3559      }
3560      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3561       @0)))))
3562 #endif
3564 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3565    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3566 (simplify
3567  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3568  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3569                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3570                                            element_precision (type)), @1); }))
3572 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3573 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3574  (simplify
3575   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3576   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3577    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3578         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3579         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3580         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3581     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3582                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3583      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3584         being well defined.  */
3585      (if (low >= prec)
3586       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3587        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3588        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3589         { build_zero_cst (type); }
3590         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3591       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3594 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3595 (simplify
3596  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3597   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3598    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3599    { build_zero_cst (type); }))
3601 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3602    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3603    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3604 (for cmp (ne eq)
3605      icmp (eq ne)
3606  (simplify
3607   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3608    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3609            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3610     (if (c1 < c2)
3611      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3612      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3613  (simplify
3614   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3615    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3616     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3617             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3618      (if (c1 > c2)
3619       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3620       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3622 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3623    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3624    if CST2 != 0.  */
3625 (for cmp (ne eq)
3626  (simplify
3627   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3628   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3629    (if (cand < 0
3630         || (!integer_zerop (@2)
3631             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3632     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3633     (if (!integer_zerop (@2)
3634          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3635      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3637 /* Fold ((X << C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 >> C1)) cmp (C3 >> C1)
3638         ((X >> C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 << C1)) cmp (C3 << C1).  */
3639 (for cmp (ne eq)
3640  (simplify
3641   (cmp (bit_and:s (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3642   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3643        && tree_to_shwi (@1) > 0
3644        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3645     (if (tree_to_shwi (@1) > wi::ctz (wi::to_wide (@3)))
3646       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3647       (with { wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3648               wide_int c2 = wi::lrshift (wi::to_wide (@2), c1);
3649               wide_int c3 = wi::lrshift (wi::to_wide (@3), c1); }
3650         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c2); })
3651              { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c3); })))))
3652  (simplify
3653   (cmp (bit_and:s (rshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3654   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3655        && tree_to_shwi (@1) > 0
3656        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3657     (with { tree t0 = TREE_TYPE (@0);
3658             unsigned int prec = TYPE_PRECISION (t0);
3659             wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3660             wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3661             wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3662             wide_int sb = wi::set_bit_in_zero (prec - 1, prec); }
3663       (if ((c2 & c3) != c3)
3664         { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3665         (if (TYPE_UNSIGNED (t0))
3666           (if ((c3 & wi::arshift (sb, c1 - 1)) != 0)
3667             { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3668             (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, c2 << c1); })
3669                  { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3670           (with { wide_int smask = wi::arshift (sb, c1); }
3671             (switch
3672               (if ((c2 & smask) == 0)
3673                 (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, c2 << c1); })
3674                      { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3675               (if ((c3 & smask) == 0)
3676                 (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, (c2 << c1) | sb); })
3677                      { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3678               (if ((c2 & smask) != (c3 & smask))
3679                 { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3680               (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, (c2 << c1) | sb); })
3681                    { wide_int_to_tree (t0, (c3 << c1) | sb); })))))))))
3683 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3684         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3685    if the new mask might be further optimized.  */
3686 (for shift (lshift rshift)
3687  (simplify
3688   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3689            INTEGER_CST@2)
3690    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3691         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3692         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3693         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3694         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3695     (with
3696      {
3697        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3698        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3699        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3700        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3701        unsigned int prec;
3703        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3704          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3705        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3706                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3707          {
3708            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3709            tree arg00 = @0;
3710            /* See if more bits can be proven as zero because of
3711               zero extension.  */
3712            if (@3 != @0
3713                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3714              {
3715                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3716                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3717                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3718                  {
3719                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3720                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3721                    if (shiftc < prec)
3722                      shift_type = inner_type;
3723                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3724                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3725                       is all ones.  */
3726                  }
3727              }
3728            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3729            if (shiftc < prec)
3730              {
3731                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3732                zerobits <<= prec - shiftc;
3733              }
3734            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3735               can contain actually sign bits, so no transformation is
3736               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3737               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3738            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3739                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3740              {
3741                if ((mask & zerobits) == 0)
3742                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3743                else
3744                  zerobits = 0;
3745              }
3746          }
3747      }
3748      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3749      (if ((mask & zerobits) == mask)
3750       { build_int_cst (type, 0); }
3751       (with { newmask = mask | zerobits; }
3752        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3753         (with
3754          {
3755            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3756               mode's mask.  */
3757            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3758                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3759              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3760                break;
3761          }
3762          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3763               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3764           (with
3765            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3766            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3767             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3768              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3769              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3771 /* ((1 << n) & M) != 0  -> n == log2 (M) */
3772 (for cmp (ne eq)
3773        icmp (eq ne)
3774  (simplify
3775   (cmp
3776    (bit_and
3777     (nop_convert? (lshift integer_onep @0)) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3778   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3779    (icmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3780                                 wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1))); }))))
3782 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3783    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3784 (for shift (lshift rshift)
3785  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3786   (simplify
3787    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3788    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3789     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3790      (if (mask)
3791       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3793 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3794 (simplify
3795  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3796   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3797        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3798            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3799            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3800    (with
3801     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3802      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3804 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3805    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3806 (for rotate (lrotate rrotate)
3807  (simplify
3808   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3809    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3810          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3811          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3812         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3813             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3814     (with
3815      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3816       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3818 (for cmp (eq ne)
3819  (for rotate (lrotate rrotate)
3820       invrot (rrotate lrotate)
3821   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3822   (simplify
3823    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3824    (cmp @1 @2))
3825   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3826   (simplify
3827    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3828    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3829   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3830   (simplify
3831    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3832     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3833      (cmp @0 @2)))))
3835 /* Narrow a lshift by constant.  */
3836 (simplify
3837  (convert (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2))
3838  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3839       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3840       && !integer_zerop (@2)
3841       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3842   (if (TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3843        || wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type)))
3844    (lshift (convert @1) @2)
3845    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))
3846     { build_zero_cst (type); }))))
3848 /* Simplifications of conversions.  */
3850 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3851 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3852  (simplify
3853   (cvt @0)
3854   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3855        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3856    @0)))
3858 /* Contract view-conversions.  */
3859 (simplify
3860   (view_convert (view_convert @0))
3861   (view_convert @0))
3863 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3864    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3865 (simplify
3866   (view_convert @0)
3867   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3868        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3869        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3870    (convert @0)))
3872 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3873    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3874 (simplify
3875   (view_convert (convert@0 @1))
3876   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3877        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3878        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3879        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3880            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3881                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3882    (view_convert @1)))
3884 /* Simplify a view-converted empty or single-element constructor.  */
3885 (simplify
3886   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3887   (with
3888    { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
3889                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0); }
3890    (switch
3891     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
3892      { build_zero_cst (type); })
3893     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 1
3894          && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (ctor))
3895          && operand_equal_p (TYPE_SIZE (type),
3896                              TYPE_SIZE (TREE_TYPE
3897                                (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value))))
3898      (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value; })))))
3900 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3901    barriers can be removed.  */
3902 (simplify
3903  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3904  @0)
3905 (simplify
3906  (paren (paren@1 @0))
3907  @1)
3909 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3910 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3911  (for icvt (convert float)
3912   (simplify
3913    (ocvt (icvt@1 @0))
3914    (with
3915     {
3916       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3917       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3918       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3919       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3920       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3921       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3922       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3923       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3924       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3925       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3926       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3927       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3928       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3929       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3930       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3931       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3932       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3933       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3934       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3935       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3936     }
3937    (switch
3938     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3939        handled below, if we are converting something to its own
3940        type via an object of identical or wider precision, neither
3941        conversion is needed.  */
3942     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3943           || (GENERIC
3944               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3945          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3946              || (inter_float && final_float))
3947          && inter_prec >= final_prec)
3948      (ocvt @0))
3950     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3951        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3952        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3953        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3954        then we sometimes need the middle conversion.  */
3955     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3956          && (final_int || final_float)
3957          && inter_prec >= inside_prec
3958          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3959      (ocvt @0))
3961     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3962        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3963        final conversion does not change precision we can drop the
3964        intermediate conversion.  */
3965     (if (inside_int && inter_int && final_int
3966          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3967               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3968              || final_prec == inter_prec))
3969      (ocvt @0))
3971     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3972         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3973         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3974         - the intermediate type is narrower than both initial and
3975           final, or
3976         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3977           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3978         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3979           intermediate and final types differ, or
3980         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3981           initial and intermediate types differ.  */
3982     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3983          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3984          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3985          && ! (inside_int && inter_int
3986                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3987                && inter_prec < final_prec)
3988          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3989              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3990          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3991          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3992      (ocvt @0))
3994     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3995        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3996     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3997          && final_int && inter_int && inside_int
3998          && final_prec == inside_prec
3999          && final_prec > inter_prec
4000          && inter_unsignedp)
4001      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
4002                               (inside_type,
4003                                wi::mask (inter_prec, false,
4004                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
4006     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
4007        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
4008        floating-point conversion.  */
4009     (if (GIMPLE /* PR66211 */
4010          && inside_int && inter_float && final_int &&
4011          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
4012          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
4013      (convert @0)))))))
4015 /* (float_type)(integer_type) x -> trunc (x) if the type of x matches
4016    float_type.  Only do the transformation if we do not need to preserve
4017    trapping behaviour, so require !flag_trapping_math. */
4018 #if GIMPLE
4019 (simplify
4020    (float (fix_trunc @0))
4021    (if (!flag_trapping_math
4022         && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
4023         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_TRUNC, type,
4024                                           OPTIMIZE_FOR_BOTH))
4025       (IFN_TRUNC @0)))
4026 #endif
4028 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
4029    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
4030    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
4031 (simplify
4032   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
4033   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4034        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4035        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4036        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
4037                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
4038    (convert @0)))
4041 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
4042 (simplify
4043   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
4044   (convert @0))
4046 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
4047 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
4048      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
4049   (simplify
4050    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
4051    @0))
4053 /* x / y * y == x -> x % y == 0.  */
4054 (simplify
4055   (eq:c (mult:c (trunc_div:s @0 @1) @1) @0)
4056   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE)
4057     (eq (trunc_mod @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4059 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
4060 (for op (plus minus)
4061  (simplify
4062   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
4063   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
4064        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
4065    (with
4066      {
4067        wi::overflow_type overflow;
4068        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
4069                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
4070      }
4071      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
4072          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
4073       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
4074       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
4075        (convert (op (convert:utype @0)
4076                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
4078 /* Canonicalization of binary operations.  */
4080 /* Convert X + -C into X - C.  */
4081 (simplify
4082  (plus @0 REAL_CST@1)
4083  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4084   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
4085    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
4086     (minus @0 { tem; })))))
4088 /* Convert x+x into x*2.  */
4089 (simplify
4090  (plus @0 @0)
4091  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4092   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
4093   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
4094    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
4096 /* 0 - X  ->  -X.  */
4097 (simplify
4098  (minus integer_zerop @1)
4099  (negate @1))
4100 (simplify
4101  (pointer_diff integer_zerop @1)
4102  (negate (convert @1)))
4104 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
4105    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
4106    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
4107 (simplify
4108  (minus real_zerop@0 @1)
4109  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
4110   (negate @1)))
4112 /* Transform x * -1 into -x.  */
4113 (simplify
4114  (mult @0 integer_minus_onep)
4115  (negate @0))
4117 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
4118    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
4119 (simplify
4120  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
4121  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
4122       && single_use (@3)
4123       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
4124   (mult (mult @0 @2) @1)))
4126 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
4127    number.  */
4128 (match compositional_complex
4129  (convert? (complex @0 @1)))
4131 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
4132 (simplify
4133  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
4134  @0)
4135 (simplify
4136  (realpart (complex @0 @1))
4137  @0)
4138 (simplify
4139  (imagpart (complex @0 @1))
4140  @1)
4142 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
4143 (simplify
4144  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
4145  (convert (realpart @0)))
4146 (simplify
4147  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
4148  (convert (negate (imagpart @0))))
4149 (for part (realpart imagpart)
4150  (for op (plus minus)
4151   (simplify
4152    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
4153    (convert (op (part @0) (part @1))))))
4154 (simplify
4155  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4156  (convert (COS @0)))
4157 (simplify
4158  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4159  (convert (SIN @0)))
4161 /* conj(conj(x)) -> x  */
4162 (simplify
4163  (conj (convert? (conj @0)))
4164  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
4165   (convert @0)))
4167 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
4168 (simplify
4169  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
4170  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
4171   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
4173 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
4174 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
4175             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
4176  (simplify
4177   (bswap (bswap @0))
4178   @0)
4179  (simplify
4180   (bswap (bit_not (bswap @0)))
4181   (bit_not @0))
4182  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
4183   (simplify
4184    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
4185    (bitop @0 (bswap @1))))
4186  (for cmp (eq ne)
4187   (simplify
4188    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
4189    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
4190     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
4191   (simplify
4192    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
4193    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
4194     (cmp (convert:ctype @0) (bswap! @1)))))
4195  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
4196  (simplify
4197   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
4198            INTEGER_CST@3)
4199    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4200         && tree_fits_uhwi_p (@2)
4201         && tree_fits_uhwi_p (@3))
4202     (with
4203      {
4204       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
4205       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
4206       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
4207       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
4208       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
4209      }
4210      (if (bits < prec
4211           && mask < (256u>>lo)
4212           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
4213       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
4214        (if (ns == 0)
4215         (bit_and (convert @1) @3)
4216         (with
4217          {
4218           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
4219           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
4220          }
4221          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
4222  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
4223  (simplify
4224   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4225    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4226         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
4227         && tree_fits_uhwi_p (@1))
4228     (with
4229      {
4230       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4231       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
4232       /* If the bswap was extended before the original shift, this
4233          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
4234          the original shift.  */
4235       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
4236      }
4237      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
4238         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
4239      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
4240           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
4241           && TYPE_UNSIGNED (type)
4242           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
4243       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
4244        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
4245       (if (bits + 8 == prec)
4246        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
4247         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
4248         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
4249        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
4250         (with 
4251          {
4252           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
4253           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
4254                                        : signed_char_type_node;
4255          }
4256          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
4257  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
4258  (simplify
4259   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4260    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4261         && tree_fits_uhwi_p (@1)
4262         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
4263     (with
4264      {
4265       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4266       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
4267       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
4268      }
4269      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
4272 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
4274 /* Simplify constant conditions.
4275    Only optimize constant conditions when the selected branch
4276    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
4277    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
4278    Note that we cannot throw away the fold-const.cc variant nor
4279    this one as we depend on doing this transform before possibly
4280    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.cc one can optimize
4281    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
4282    genmatch cannot handle.  */
4283 (simplify
4284  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
4285  (if (integer_zerop (@0))
4286   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
4287    @2)
4288   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
4289    @1)))
4290 (simplify
4291  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
4292  (if (integer_all_onesp (@0))
4293   @1
4294   (if (integer_zerop (@0))
4295    @2)))
4297 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
4298 (for op (negate bit_not abs absu)
4299  (simplify
4300   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
4301   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
4303 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
4304 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
4305          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
4306          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
4307 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
4308  (simplify
4309   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
4310   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
4312 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
4313  (simplify
4314   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
4315   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
4316  (simplify
4317   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
4318   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
4320 #if GIMPLE
4321 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @4)
4322  (bit_and (convert?@4 (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0 @3))
4323            INTEGER_CST@1)
4324  (with {
4325          int ibit = tree_log2 (@0);
4326          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4327        }
4328   (if (ibit == ibit2
4329       && ibit >= 0
4330       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4332 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4333  (bit_and (convert?@3 (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0))
4334           INTEGER_CST@1)
4335  (with {
4336          int ibit = tree_log2 (@0);
4337          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4338        }
4339   (if (ibit == ibit2
4340       && ibit >= 0
4341       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4343 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4344  (bit_and:c
4345   (convert1?@4
4346    (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@5 @6)) @3))
4347   (convert2? @0))
4348  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4350 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4351  (bit_and:c
4352   (convert1?@4
4353    (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@3 @5))))
4354   (convert2? @0))
4355  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4357 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4358  (bit_and@4 (convert?@3 (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 INTEGER_CST@0 @5))
4359             INTEGER_CST@1)
4360  (with {
4361          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4362                                               TYPE_PRECISION(type)));
4363          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4364        }
4365   (if (ibit == ibit2
4366       && ibit >= 0
4367       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4369 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4370  (bit_and@4
4371   (convert?@3 (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 INTEGER_CST@0))
4372   INTEGER_CST@1)
4373  (with {
4374          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4375                                               TYPE_PRECISION(type)));
4376          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4377        }
4378   (if (ibit == ibit2
4379       && ibit >= 0
4380       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4382 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4383  (bit_and:c
4384   (convert1?@3
4385    (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7))) @5))
4386   (convert2? @0))
4387  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4389 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4390  (bit_and:c
4391   (convert1?@3
4392    (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7)))))
4393   (convert2? @0))
4394   (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4396 #endif
4398 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
4399    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
4400    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
4401 (simplify
4402  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
4403  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4404   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
4405 (simplify
4406  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
4407  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4408   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
4409 (simplify
4410  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
4411  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4412   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4413 (simplify
4414  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
4415  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4416   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4418 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
4419 (simplify
4420  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
4421  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4422   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
4423 (simplify
4424  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4425  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4426   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
4427 (simplify
4428  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
4429  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4430   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4431 (simplify
4432  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4433  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4434   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4436 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
4437    types are compatible.  */
4438 (simplify
4439  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
4440  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
4441       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4442   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
4443    (bit_not @0)
4444    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
4445     @0))))
4447 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
4448 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
4449    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
4450 #if GIMPLE
4451 (simplify
4452  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
4453  (switch
4454   (if (integer_zerop (@2))
4455    (switch
4456     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
4457     (if (integer_onep (@1))
4458      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
4459     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
4460     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
4461      (with {
4462        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
4463       }
4464       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))
4465     /* a ? -1 : 0 -> -a.  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4466        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4467     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
4468      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))))
4469   (if (integer_zerop (@1))
4470    (with {
4471       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
4472     }
4473     (switch
4474      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
4475      (if (integer_onep (@2))
4476       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
4477      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
4478      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
4479       (with {
4480         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
4481        }
4482        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
4483         { shift; })))
4484      /* a ? -1 : 0 -> -(!a).  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4485        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4486      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
4487       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
4488     )
4489    )
4490   )
4493 #endif
4495 (simplify
4496  (convert (cond@0 @1 INTEGER_CST@2 INTEGER_CST@3))
4497  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4498       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4499   (cond @1 (convert @2) (convert @3))))
4501 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
4502    be extended.  */
4503 /* This pattern implements two kinds simplification:
4505    Case 1)
4506    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
4507      1) Conversions are type widening from smaller type.
4508      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
4509      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
4510    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
4511    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
4512    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
4513    referred var is always benefitial for complicated cases.
4515    Case 2)
4516    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
4517 (for cmp (lt le gt ge eq)
4518  (simplify
4519   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
4520   (with
4521    {
4522      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
4523      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
4524      enum tree_code code = ERROR_MARK;
4526      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
4527          && int_fits_type_p (@2, from_type)
4528          && (types_match (c1_type, from_type)
4529              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4530                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4531                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
4532          && (types_match (c2_type, from_type)
4533              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4534                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4535                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
4536        {
4537          if (cmp != EQ_EXPR)
4538            {
4539              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
4540                {
4541                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4542                  if (cmp == LE_EXPR)
4543                    code = LT_EXPR;
4544                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4545                  if (cmp == GT_EXPR)
4546                    code = GE_EXPR;
4547                }
4548              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
4549                {
4550                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4551                  if (cmp == LT_EXPR)
4552                    code = LE_EXPR;
4553                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4554                  if (cmp == GE_EXPR)
4555                    code = GT_EXPR;
4556                }
4557              if (code != ERROR_MARK
4558                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
4559                {
4560                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4561                    code = MIN_EXPR;
4562                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4563                    code = MAX_EXPR;
4564                }
4565            }
4566          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
4567          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
4568            code = EQ_EXPR;
4569        }
4570    }
4571    (if (code == MAX_EXPR)
4572     (convert (max @1 (convert @2)))
4573     (if (code == MIN_EXPR)
4574      (convert (min @1 (convert @2)))
4575      (if (code == EQ_EXPR)
4576       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4577                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4579 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4581      1) OP is PLUS or MINUS.
4582      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4583      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4585    This pattern also handles special cases like:
4587      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4588         integer zero.  In this case,
4589           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4590           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4591      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4592         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4593         code.
4595    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4596    simplified at the moment because C standard requires additional
4597    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4598    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4599 (for op (plus minus)
4600  (for cmp (lt le gt ge)
4601   (simplify
4602    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4603    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4604     (if (types_match (from_type, to_type)
4605          /* Check if it is special case A).  */
4606          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4607              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4608              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4609              && integer_zerop (@1)
4610              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4611      (with
4612       {
4613         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4614         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4615         wide_int real_c1;
4616         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4617         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4618         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4619         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4621         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4622             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4623             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4624         if (!types_match (from_type, to_type))
4625           {
4626             if (cmp_code == LT_EXPR)
4627               cmp_code = GT_EXPR;
4628             if (cmp_code == GE_EXPR)
4629               cmp_code = LE_EXPR;
4630             c1 = wi::max_value (to_type);
4631           }
4632         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4633            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4634            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4635            if it is undefined.  */
4636         if (op == PLUS_EXPR)
4637           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4638         else
4639           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4641         code = cmp_code;
4642         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4643           {
4644             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4645                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4646             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4647                 && !overflow)
4648               {
4649                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4650                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4651                   code = LT_EXPR;
4652                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4653                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4654                   code = GE_EXPR;
4655               }
4656             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4657                 && !overflow)
4658               {
4659                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4660                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4661                   code = LE_EXPR;
4662                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4663                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4664                   code = GT_EXPR;
4665               }
4666             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4667               {
4668                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4669                   code = MIN_EXPR;
4670                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4671                   code = MAX_EXPR;
4672               }
4673           }
4674       }
4675       (if (code == MAX_EXPR)
4676        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4677            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4678        (if (code == MIN_EXPR)
4679         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4680             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4682 #if GIMPLE
4683 /* A >= B ? A : B -> max (A, B) and friends.  The code is still
4684    in fold_cond_expr_with_comparison for GENERIC folding with
4685    some extra constraints.  */
4686 (for cmp (eq ne le lt unle unlt ge gt unge ungt uneq ltgt)
4687  (simplify
4688   (cond (cmp:c (nop_convert1?@c0 @0) (nop_convert2?@c1 @1))
4689         (convert3? @0) (convert4? @1))
4690   (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4691        && (/* Allow widening conversions of the compare operands as data.  */
4692            (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4693             && types_match (TREE_TYPE (@c0), TREE_TYPE (@0))
4694             && types_match (TREE_TYPE (@c1), TREE_TYPE (@1))
4695             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) <= TYPE_PRECISION (type)
4696             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) <= TYPE_PRECISION (type))
4697            /* Or sign conversions for the comparison.  */
4698            || (types_match (type, TREE_TYPE (@0))
4699                && types_match (type, TREE_TYPE (@1)))))
4700    (switch
4701     (if (cmp == EQ_EXPR)
4702      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4703       (view_convert @c1)
4704       (convert @c1)))
4705     (if (cmp == NE_EXPR)
4706      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4707       (view_convert @c0)
4708       (convert @c0)))
4709     (if (cmp == LE_EXPR || cmp == UNLE_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == UNLT_EXPR)
4710      (if (!HONOR_NANS (type))
4711       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4712        (view_convert (min @c0 @c1))
4713        (convert (min @c0 @c1)))))
4714     (if (cmp == GE_EXPR || cmp == UNGE_EXPR || cmp == GT_EXPR || cmp == UNGT_EXPR)
4715      (if (!HONOR_NANS (type))
4716       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4717        (view_convert (max @c0 @c1))
4718        (convert (max @c0 @c1)))))
4719     (if (cmp == UNEQ_EXPR)
4720      (if (!HONOR_NANS (type))
4721       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4722        (view_convert @c1)
4723        (convert @c1))))
4724     (if (cmp == LTGT_EXPR)
4725      (if (!HONOR_NANS (type))
4726       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4727        (view_convert @c0)
4728        (convert @c0))))))))
4729 #endif
4731 /* X != C1 ? -X : C2 simplifies to -X when -C1 == C2.  */
4732 (simplify
4733  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (negate@3 @0) INTEGER_CST@2)
4734  (if (!TYPE_SATURATING (type)
4735       && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
4736           || !wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1)))
4737       && wi::eq_p (wi::neg (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4738   @3))
4740 /* X != C1 ? ~X : C2 simplifies to ~X when ~C1 == C2.  */
4741 (simplify
4742  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (bit_not@3 @0) INTEGER_CST@2)
4743  (if (wi::eq_p (wi::bit_not (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4744   @3))
4746 /* (X + 1) > Y ? -X : 1 simplifies to X >= Y ? -X : 1 when
4747    X is unsigned, as when X + 1 overflows, X is -1, so -X == 1.  */
4748 (simplify
4749  (cond (gt (plus @0 integer_onep) @1) (negate @0) integer_onep@2)
4750  (if (TYPE_UNSIGNED (type))
4751   (cond (ge @0 @1) (negate @0) @2)))
4753 (for cnd (cond vec_cond)
4754  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4755  (simplify
4756   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4757   (cnd @0 @1 @3))
4758  (simplify
4759   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4760   (cnd @0 @1 @3))
4761  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4762  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4763     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4764     The following is still important to merge then and else arm cases
4765     from if-conversion.  */
4766  (simplify
4767   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4768   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4769    (cnd @0 @1 @3)))
4770  (simplify
4771   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4772   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4773    (cnd @0 @3 @4)))
4775  /* A ? B : B -> B.  */
4776  (simplify
4777   (cnd @0 @1 @1)
4778   @1)
4780  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4781  (simplify
4782   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4783   (cnd @0 @2 @1)))
4785 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4786    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4787    Need to handle UN* comparisons.
4789    None of these transformations work for modes with signed
4790    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4791    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4792    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4793    even though the original expressions could be positive or
4794    negative, depending on the sign of A.
4796    Note that all these transformations are correct if A is
4797    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4799 (for cnd (cond vec_cond)
4800  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4801  (for cmp (eq uneq)
4802   (simplify
4803    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4804     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4805      @1))
4806   (simplify
4807    (cnd (cmp @0 zerop) zerop (negate@1 @0))
4808     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4809      @1))
4811  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4812  (for cmp (ne ltgt)
4813   (simplify
4814    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4815     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4816      @0))
4817   (simplify
4818    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4819     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4820      @0))
4822  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4823  (for cmp (ge gt)
4824   (simplify
4825    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4826     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4827          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4828      (abs @0))))
4829  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4830  (for cmp (le lt)
4831   (simplify
4832    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4833     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4834          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4835      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4836           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4837       (with {
4838         tree utype = unsigned_type_for (type);
4839        }
4840        (convert (negate (absu:utype @0))))
4841        (negate (abs @0)))))
4845 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4846 (simplify
4847  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4848  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4849       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4850       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4851       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4852       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4853   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4855 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4856    return all -1 or all 0 results.  */
4857 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4858    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4859 (simplify
4860  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4861  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4862       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4863                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4864       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4865           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4866   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4868 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4869 (simplify
4870  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4871  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4872       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4873                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4874       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4875           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4876   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4879 /* Simplifications of comparisons.  */
4881 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4882    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4883    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4884 (for cmp  (le gt)
4885      acmp (lt ge)
4886  (simplify
4887   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4888   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4889    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4890      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4891                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4892                                                      wi::to_wide (cst)
4893                                                      + 1)); })))))
4894 (for cmp  (ge lt)
4895      acmp (gt le)
4896  (simplify
4897   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4898   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4899    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
4900     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4901                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4902                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
4904 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
4905    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
4906    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
4907    that with expression code iteration.  */
4908 (for cmp (tcc_comparison)
4909      icmp (inverted_tcc_comparison)
4910      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
4911  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
4912     and handle some more cases by using
4913       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
4914     here but for that genmatch would need to "inline" that.
4915     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
4916  (simplify
4917   (bit_not (cmp @0 @1))
4918   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4919        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
4920    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
4921       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
4922       a computed operator in the replacement tree thus we have
4923       to play the trick below.  */
4924    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4925              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4926     (if (ic == icmp)
4927      (icmp @0 @1)
4928      (if (ic == ncmp)
4929       (ncmp @0 @1))))))
4930  (simplify
4931   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
4932   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4933             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4934    (if (ic == icmp)
4935     (icmp @0 @1)
4936     (if (ic == ncmp)
4937      (ncmp @0 @1)))))
4938  /* The following bits are handled by fold_binary_op_with_conditional_arg.  */
4939  (simplify
4940   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4941   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4942    (cmp @0 @1)))
4943  (simplify
4944   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4945   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4946    (cmp @0 @1)))
4947  (simplify
4948   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4949   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4950    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4951              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4952     (if (ic == icmp)
4953      (icmp @0 @1)
4954      (if (ic == ncmp)
4955       (ncmp @0 @1))))))
4956  (simplify
4957   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4958   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4959    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4960              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4961     (if (ic == icmp)
4962      (icmp @0 @1)
4963      (if (ic == ncmp)
4964       (ncmp @0 @1)))))))
4966 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
4967    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
4968    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
4969    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
4970    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
4971 (for cmp (eq ne)
4972  (for sub (minus pointer_diff)
4973   (simplify
4974    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
4975    (if (single_use (@2))
4976     (cmp @0 @1)))))
4978 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
4979    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
4980 (for cmp (lt ge)
4981  (simplify
4982   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
4983    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4984         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4985         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4986     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4987 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
4988    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
4989 (simplify
4990  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
4991   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4992        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4993        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4994    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4996 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
4997    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
4998    often enough for folding it to be of value.  One example is in
4999    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
5000 (for cmp (simple_comparison)
5001      scmp (swapped_simple_comparison)
5002  (simplify
5003   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
5004   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
5005   (if (integer_zerop (@1))
5006    (cmp @1 @2)
5007    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5008         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5009         && single_use (@3))
5010     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
5011     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
5012      (scmp @0 @2)
5013      (cmp @0 @2))))))
5015 /* For integral types with undefined overflow fold
5016    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
5017    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
5018    Z / 2^n Z.  */
5019 (for cmp (eq ne)
5020  (simplify
5021   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5022   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5023        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5024        && wi::to_wide (@1) != 0)
5025    (with { widest_int quot; }
5026     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
5027                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
5028      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
5029      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5030    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5031         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
5032         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
5033     (cmp @0
5034      {
5035        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5036        int p = TYPE_PRECISION (itype);
5037        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
5038        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
5039        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
5040                                     p, TYPE_SIGN (itype));
5041        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
5042      })))))
5044 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
5045    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
5046 (for cmp (eq ge le)
5047  (simplify
5048   (cmp @0 @0)
5049   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5050        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5051    { constant_boolean_node (true, type); }
5052    (if (cmp != EQ_EXPR
5053         /* With -ftrapping-math conversion to EQ loses an exception.  */
5054         && (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5055             || ! flag_trapping_math))
5056     (eq @0 @0)))))
5057 (for cmp (ne gt lt)
5058  (simplify
5059   (cmp @0 @0)
5060   (if (cmp != NE_EXPR
5061        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5062        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5063    { constant_boolean_node (false, type); })))
5064 (for cmp (unle unge uneq)
5065  (simplify
5066   (cmp @0 @0)
5067   { constant_boolean_node (true, type); }))
5068 (for cmp (unlt ungt)
5069  (simplify
5070   (cmp @0 @0)
5071   (unordered @0 @0)))
5072 (simplify
5073  (ltgt @0 @0)
5074  (if (!flag_trapping_math || !tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5075   { constant_boolean_node (false, type); }))
5077 /* x == ~x -> false */
5078 /* x != ~x -> true */
5079 (for cmp (eq ne)
5080  (simplify
5081   (cmp:c @0 (bit_not @0))
5082   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5084 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
5085 (for cmp (simple_comparison)
5086  (simplify
5087   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
5088   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
5089    (cmp @1 @0))))
5091 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
5092 (for cmp (simple_comparison)
5093      scmp (swapped_simple_comparison)
5094  (simplify
5095   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5096   (if (single_use (@2)
5097        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
5098    (scmp @0 (bit_not @1)))))
5100 (for cmp (simple_comparison)
5101  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
5102  (simplify
5103   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
5104   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5105        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5106            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5107        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5108            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
5109    (with
5110     {
5111       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5112       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
5113         {
5114           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
5115           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
5116               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
5117             type1 = float_type_node;
5118           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
5119               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
5120             type1 = double_type_node;
5121         }
5122       tree newtype
5123         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
5124            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
5125     }
5126     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
5127      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
5129  (simplify
5130   (cmp @0 REAL_CST@1)
5131   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
5132   (switch
5133    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
5134    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
5135     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
5136    /* (-0) CMP b -> 0 CMP b.  */
5137    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5138         && REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@0)))
5139     (cmp { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); } @1))
5140    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
5141    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5142         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1)
5143         && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5144     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5145    /* NaN != y is always true, other ops are always false.  */
5146    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5147         && REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@0))
5148         && !tree_expr_signaling_nan_p (@0)
5149         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1))
5150     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5151    /* Fold comparisons against infinity.  */
5152    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
5153         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
5154     (with
5155      {
5156        REAL_VALUE_TYPE max;
5157        enum tree_code code = cmp;
5158        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
5159        if (neg)
5160          code = swap_tree_comparison (code);
5161      }
5162      (switch
5163       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
5164       (if (code == GT_EXPR
5165            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5166        { constant_boolean_node (false, type); })
5167       (if (code == LE_EXPR)
5168        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
5169        (if (! HONOR_NANS (@0))
5170         { constant_boolean_node (true, type); }
5171         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
5172            an "invalid" exception.  */
5173         (if (!flag_trapping_math)
5174          (eq @0 @0))))
5175       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
5176          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
5177       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5178            || code == GE_EXPR)
5179        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5180         (if (neg)
5181          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5182          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5183       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
5184       (if (code == LT_EXPR)
5185        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5186         (if (neg)
5187          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5188          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5189       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
5190          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
5191       (if (code == NE_EXPR)
5192        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5193         (if (! HONOR_NANS (@0))
5194          (if (neg)
5195           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5196           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
5197          (if (neg)
5198           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5199           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
5201  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
5202     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
5203     comparison with a revised real constant as long as no overflow
5204     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
5205  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5206   (for op (plus minus)
5207    (simplify
5208     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5209     (with
5210      {
5211        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
5212                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
5213      }
5214      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5215       (cmp @0 { tem; }))))))
5217  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
5218     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
5219     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
5220     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
5221  (if (flag_associative_math)
5222   (simplify
5223    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
5224    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
5225     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5226      (cmp { tem; } @1)))))
5228  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
5229  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
5230   (for sq (SQRT)
5231    (simplify
5232     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
5233     (switch
5234      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
5235       (switch
5236        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
5237        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5238         { constant_boolean_node (false, type); })
5239        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
5240           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
5241        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
5242         { constant_boolean_node (true, type); })
5243        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
5244        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
5245      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5246       (switch
5247        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
5248        (if (cmp == LT_EXPR)
5249         { constant_boolean_node (false, type); })
5250        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
5251        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
5252         { constant_boolean_node (true, type); })
5253        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
5254        (if (cmp == LE_EXPR)
5255         (eq @0 @1))
5256        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
5257           == or !=.  In the last case:
5259             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
5261           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
5262           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
5263        (cmp @0 @1)))
5264      (if ((cmp == LT_EXPR
5265            || cmp == LE_EXPR
5266            || cmp == GT_EXPR
5267            || cmp == GE_EXPR)
5268           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5269           /* Give up for -frounding-math.  */
5270           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
5271       (with
5272        {
5273          REAL_VALUE_TYPE c2;
5274          enum tree_code ncmp = cmp;
5275          const real_format *fmt
5276            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
5277          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
5278                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
5279          real_convert (&c2, fmt, &c2);
5280          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
5281             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
5282          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
5283            {
5284              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5285                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
5286              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5287                ncmp = ERROR_MARK;
5288              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5289                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
5290                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
5291              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5292                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
5293                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
5294              else
5295                {
5296                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
5297                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
5298                     to be adjusted.  */
5299                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
5300                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5301                    tow = dconst0;
5302                  else
5303                    tow = dconstinf;
5304                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
5305                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
5306                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
5307                    ncmp = ERROR_MARK;
5308                  else
5309                    {
5310                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5311                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
5312                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5313                        ncmp = ERROR_MARK;
5314                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
5315                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
5316                        c2 = c2alt;
5317                    }
5318                }
5319            }
5320        }
5321        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5322         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5323          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
5324          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
5325           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5326           { constant_boolean_node (false, type); })
5327          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
5328          (if (ncmp != ERROR_MARK)
5329           (if (ncmp == GE_EXPR)
5330            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5331            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5332         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
5333         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5334          (switch
5335           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
5336              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
5337           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5338            { constant_boolean_node (true, type); })
5339           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
5340              don't care about NaNs.  */
5341           (if (! HONOR_NANS (@0))
5342            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5343           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
5344              don't care about Infinities.  */
5345           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
5346            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
5347           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
5348           (if (GENERIC)
5349            (truth_andif
5350             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5351             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5352          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
5353          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
5354           (if (ncmp == LT_EXPR)
5355            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5356            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5357           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
5358           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
5359            (if (ncmp == LT_EXPR)
5360             (truth_andif
5361              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5362              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5363             (truth_andif
5364              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5365              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
5366    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
5367    (simplify
5368     (cmp (sq @0) (sq @1))
5369       (if (! HONOR_NANS (@0))
5370         (cmp @0 @1))))))
5372 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
5373 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5374      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
5375  (simplify
5376   (cmp (float@0 @1) (float @2))
5377    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5378         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5379     (with
5380      {
5381        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
5382        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5383        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
5384        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
5385        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
5386      }
5387      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
5388           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
5389       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
5390        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
5391        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
5392             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
5393         (icmp @1 (convert @2))
5394         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
5395              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
5396          (icmp (convert:type2 @1) @2)
5397          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
5398               && type1_signed_p == type2_signed_p)
5399           (icmp @1 @2))))))))))
5401 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
5402 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
5403      icmp (le le eq ne ge ge)
5404  (simplify
5405   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
5406    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5407         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5408     (with
5409      {
5410        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5411        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
5412        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5413        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
5414           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
5415           TODO: relax under -fno-trapping-math or
5416           -fno-signaling-nans.  */
5417        bool exception_p
5418          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
5419                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
5420      }
5421      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
5422         -fno-trapping-math.  */
5423      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
5424       (with
5425        {
5426          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
5427          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
5428          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
5429          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
5431          REAL_VALUE_TYPE icst;
5432          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5433            real_ceil (&icst, fmt, cst);
5434          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5435            real_floor (&icst, fmt, cst);
5436          else
5437            real_trunc (&icst, fmt, cst);
5439          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
5441          bool overflow_p = false;
5442          wide_int icst_val
5443            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
5444        }
5445        (switch
5446         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
5447         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
5448          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5449                                   type); })
5450         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
5451          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5452                                   type); })
5453         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
5454         (if (cst_int_p)
5455          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
5456                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
5457         )
5458         /* When CST is fractional, optimize
5459             (FTYPE) N == CST -> 0
5460             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
5461         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5462          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5463         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
5464         (with
5465          {
5466            gcc_checking_assert (!overflow_p);
5467          }
5468          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
5470 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
5471 (for cmp (eq ne)
5472  (simplify
5473   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
5474   (if (!integer_zerop (@1))
5475    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
5476     (cmp @0 @2)
5477     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5478      (with
5479       {
5480         wi::overflow_type ovf;
5481         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5482                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5483       }
5484       (if (ovf)
5485        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5486        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
5487 (for cmp (lt le gt ge)
5488  (simplify
5489   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5490   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5491    (with
5492     {
5493       wi::overflow_type ovf;
5494       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5495                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5496     }
5497     (if (ovf)
5498      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
5499                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
5500                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
5501      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
5503 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
5505    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
5506    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
5507    multiplication computed modulo 2^size.
5508    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
5509 (for cmp  (lt le gt ge)
5510      cmp2 (ge ge lt lt)
5511  (simplify
5512   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5513   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
5514        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5515        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5516    (with
5517     {
5518       tree utype = TREE_TYPE (@2);
5519       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
5520       wide_int right = wi::to_wide (@2);
5521       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5522       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5523       bool small = wi::leu_p (right, smax);
5524       bool large = wi::geu_p (right, smin);
5525     }
5526     (if (small || large)
5527      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
5528      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
5530 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
5531 (simplify
5532  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
5533  (if (types_match (@0, @1))
5534   (unordered @0 @1)))
5535 (simplify
5536  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
5537  (if (types_match (@0, @1))
5538   (ordered @0 @1)))
5539 (simplify
5540  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
5541  @2)
5542 (simplify
5543  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
5544  @2)
5546 /* Simple range test simplifications.  */
5547 /* A < B || A >= B -> true.  */
5548 (for test1 (lt le le le ne ge)
5549      test2 (ge gt ge ne eq ne)
5550  (simplify
5551   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5552   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5553        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5554    { constant_boolean_node (true, type); })))
5555 /* A < B && A >= B -> false.  */
5556 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
5557      test2 (ge gt eq gt eq gt)
5558  (simplify
5559   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5560   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5561        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5562    { constant_boolean_node (false, type); })))
5564 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
5565    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
5567    Note that comparisons
5568      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
5569      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
5570    will be canonicalized to above so there's no need to
5571    consider them here.
5572  */
5574 (for cmp (le gt)
5575      eqcmp (eq ne)
5576  (simplify
5577   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
5578   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5579    (with
5580     {
5581      tree ty = TREE_TYPE (@0);
5582      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
5583      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
5584      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
5585      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
5586     }
5587     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
5588          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
5589       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
5590              { build_zero_cst (ty); }))))))
5592 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
5593 (for cmp (tcc_comparison)
5594      scmp (swapped_tcc_comparison)
5595  (simplify
5596   (cmp (negate @0) (negate @1))
5597   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5598        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5599            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5600    (scmp @0 @1)))
5601  (simplify
5602   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5603   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5604        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5605            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5606    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
5607     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5608      (scmp @0 { tem; }))))))
5610 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
5611 (for op (eq ne)
5612  (simplify
5613   (op (abs @0) zerop@1)
5614   (op @0 @1)))
5616 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
5617    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
5618 (for cmp (simple_comparison)
5619  (simplify
5620   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
5621   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5622        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
5623           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
5624        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
5625             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5626                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
5627                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
5628                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
5629        && single_use (@0))
5630    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5631         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5632             || @1 != @10)
5633         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5634             || cmp == NE_EXPR
5635             || cmp == EQ_EXPR)
5636         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5637         /* (int)bool:32 != (int)uint is not the same as
5638            bool:32 != (bool:32)uint since boolean types only have two valid
5639            values independent of their precision.  */
5640         && (TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) != BOOLEAN_TYPE
5641             || TREE_CODE (TREE_TYPE (@10)) == BOOLEAN_TYPE))
5642     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
5643        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
5644        constant which fold_convert produces.  */
5645     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5646      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
5647                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
5648      (cmp @00 (convert @1)))
5650     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
5651      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
5652      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5653            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5654            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5655                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
5656           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
5657               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
5658                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
5659                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5660                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
5661               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5662                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5663                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
5664       (cmp @00 (convert @10))
5665       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5666            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5667            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
5668        (with
5669         {
5670           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5671           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5672           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
5673           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
5674         }
5675         (if (above || below)
5676          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5677           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
5678           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5679            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
5680            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5681             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
5683 (for cmp (eq ne)
5684  (simplify
5685   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
5686   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
5687   (with
5688    { poly_int64 off; tree base; }
5689    /* A local variable can never be pointed to by
5690       the default SSA name of an incoming parameter.  */
5691    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
5692         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
5693         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
5694         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5695         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5696     (if (cmp == NE_EXPR)
5697      { constant_boolean_node (true, type); }
5698      { constant_boolean_node (false, type); })
5699     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5700     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
5701          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5702          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5703      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5704       (if (known_ne (off, 0))
5705        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5706        (if (known_eq (off, 0))
5707         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5709 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5710 (for cmp (eq ne)
5712  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5713     Similarly for NE_EXPR.  */
5714  (simplify
5715   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5716   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5717        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5718    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5720  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5721  (simplify
5722   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5723   (cmp @0 @1))
5725  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5726     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5727  (simplify
5728   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5729   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5731  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5732  (simplify
5733   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5734   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5735  (simplify
5736   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5737   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5738        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5739        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5740        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5741        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5742        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5743    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5744         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5746  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5747  (simplify
5748   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5749   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5751  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5752  (simplify
5753   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5754   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5755    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5757  (simplify
5758   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5759   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5760    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5762  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5763  (simplify
5764   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5765   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5767 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5768    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5769    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5770    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5771 (for cmp (eq ne)
5772      ncmp (ge lt)
5773  (for sgncmp (ge lt)
5774   (simplify
5775    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5776    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5777         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5778         && types_match (@0, @1))
5779     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5780 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5781    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5782 (for cmp (eq ne)
5783      ncmp (lt ge)
5784  (simplify
5785   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5786    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5787         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5788         && types_match (@0, @1))
5789     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5791 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5792    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5793 (for cmp (eq ne)
5794      icmp (ne eq)
5795  (simplify
5796   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5797   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5799 #if GIMPLE
5800 /* From fold_binary_op_with_conditional_arg handle the case of
5801    rewriting (a ? b : c) > d to a ? (b > d) : (c > d) when the
5802    compares simplify.  */
5803 (for cmp (simple_comparison)
5804  (simplify
5805   (cmp:c (cond @0 @1 @2) @3)
5806   /* Do not move possibly trapping operations into the conditional as this
5807      pessimizes code and causes gimplification issues when applied late.  */
5808   (if (!FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5809        || !operation_could_trap_p (cmp, true, false, @3))
5810    (cond @0 (cmp! @1 @3) (cmp! @2 @3)))))
5811 #endif
5813 (for cmp (ge lt)
5814 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5815 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5816  (simplify
5817   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5818    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5819         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5820         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5821         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5822     (with
5823      {
5824        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5825      }
5826     (if (cmp == LT_EXPR)
5827      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5828      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5829 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5830 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5831  (simplify
5832   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5833    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5834         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5835         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5836         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5837     (with
5838      {
5839        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5840      }
5841     (if (cmp == GE_EXPR)
5842      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5843      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5845 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5846    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5847 (simplify
5848  (cond
5849   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5850   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5851  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5852   (with {
5853      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5854                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5855    }
5856    (if (shift > 0)
5857     (bit_and
5858      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5859     (bit_and
5860      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5861      @2)))))
5863 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5864    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5865 (for cmp (eq ne)
5866      ncmp (ge lt)
5867  (simplify
5868   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5869   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5870        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5871        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5872        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5873    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5874     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5876 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5877    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5878 (simplify
5879  (cond
5880   (lt @0 integer_zerop)
5881   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5882  (if (integer_pow2p (@1)
5883       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5884   (with {
5885     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5886    }
5887    (if (shift >= 0)
5888     (bit_and
5889      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
5890      @1)
5891     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
5892        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
5893     (bit_and (convert @0) @1)))))
5895 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
5896    This implements some remaining parts of fold_comparison address
5897    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
5898    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
5899 (for cmp (simple_comparison)
5900  (simplify
5901   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
5902   (with
5903    {
5904      poly_int64 off0, off1;
5905      tree base0, base1;
5906      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
5907                                   off0, off1, GENERIC);
5908    }
5909    (if (equal == 1)
5910     (switch
5911      (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5912       { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
5913      (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5914       { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
5915      (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
5916       { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
5917      (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
5918       { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
5919      (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
5920       { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
5921      (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
5922       { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
5923     (if (equal == 0)
5924      (switch
5925       (if (cmp == EQ_EXPR)
5926        { constant_boolean_node (false, type); })
5927       (if (cmp == NE_EXPR)
5928        { constant_boolean_node (true, type); })))))))
5930 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
5931 (for neeq (ne eq)
5932  (simplify
5933   (neeq @0 @1)
5934   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5935        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
5936    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
5938 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
5939    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
5940    Disable the transform if either operand is pointer to function.
5941    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
5942    canonicalizaion is not wanted.  */
5944 (for cmp (ne eq)
5945  (simplify
5946   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
5947   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5948          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5949          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5950          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
5951             type when sanitizing.  See PR101210.  */
5952          && !(GENERIC
5953               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
5954               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
5955         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5956             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5957             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
5958        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
5959    (cmp @0 (convert @1)))))
5961 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
5962 (for cmp (lt gt le ge)
5963  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
5964     the specified precision will have known values.  */
5965  (simplify
5966   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
5967   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5968         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5969         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5970        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
5971    (with
5972     {
5973       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
5974       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
5975       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
5976       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
5977       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
5978       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
5979     }
5980     (switch
5981      (if (wi::to_wide (cst) == max)
5982       (switch
5983        (if (cmp == GT_EXPR)
5984         { constant_boolean_node (false, type); })
5985        (if (cmp == GE_EXPR)
5986         (eq @2 @1))
5987        (if (cmp == LE_EXPR)
5988         { constant_boolean_node (true, type); })
5989        (if (cmp == LT_EXPR)
5990         (ne @2 @1))))
5991      (if (wi::to_wide (cst) == min)
5992       (switch
5993        (if (cmp == LT_EXPR)
5994         { constant_boolean_node (false, type); })
5995        (if (cmp == LE_EXPR)
5996         (eq @2 @1))
5997        (if (cmp == GE_EXPR)
5998         { constant_boolean_node (true, type); })
5999        (if (cmp == GT_EXPR)
6000         (ne @2 @1))))
6001      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
6002       (switch
6003        (if (cmp == GT_EXPR)
6004         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6005                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6006                                                       wi::to_wide (cst)
6007                                                       + 1)); }))
6008        (if (cmp == LE_EXPR)
6009         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6010                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6011                                                       wi::to_wide (cst)
6012                                                       + 1)); }))))
6013      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
6014       (switch
6015        (if (cmp == GE_EXPR)
6016         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6017                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6018                                                       wi::to_wide (cst)
6019                                                       - 1)); }))
6020        (if (cmp == LT_EXPR)
6021         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6022                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6023                                                       wi::to_wide (cst)
6024                                                       - 1)); }))))
6025      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
6026           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
6027           /* We will flip the signedness of the comparison operator
6028              associated with the mode of @1, so the sign bit is
6029              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
6030              max associated with this sign bit.  */
6031           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
6032           /* signed_type does not work on pointer types.  */
6033           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
6034       /* The following case also applies to X < signed_max+1
6035          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
6036       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
6037        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6038         (switch
6039          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
6040           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6041          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
6042           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6043          (if (cmp == LE_EXPR)
6044           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6045          (if (cmp == GT_EXPR)
6046           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
6048 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
6049  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
6050  (simplify
6051   (cmp @0 REAL_CST@1)
6052   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
6053        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
6054    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
6055                             ? false : true, type); })))
6057 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
6058 (simplify
6059   (unordered @0 @1)
6060   (switch
6061     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
6062         { constant_boolean_node (true, type); })
6063     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
6064         { constant_boolean_node (false, type); })))
6066 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
6067 (simplify
6068   (ordered @0 @1)
6069   (switch
6070     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
6071         { constant_boolean_node (false, type); })
6072     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
6073         { constant_boolean_node (true, type); })))
6075 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
6076 (simplify
6077  (ne @0 integer_zerop)
6078  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
6079       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
6080   (non_lvalue @0)))
6081 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
6082 (simplify
6083  (eq @0 integer_onep)
6084  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
6085       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
6086   (non_lvalue @0)))
6087 /* Do not handle
6088    bool_var == 0 becomes !bool_var or
6089    bool_var != 1 becomes !bool_var
6090    here because that only is good in assignment context as long
6091    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
6092    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
6093    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
6095 /* Transform comparisons of the form (X & Y) CMP 0 to X CMP2 Z
6096    where ~Y + 1 == pow2 and Z = ~Y.  */
6097 (for cst (VECTOR_CST INTEGER_CST)
6098  (for cmp (eq ne)
6099       icmp (le gt)
6100   (simplify
6101    (cmp (bit_and:c@2 @0 cst@1) integer_zerop)
6102     (with { tree csts = bitmask_inv_cst_vector_p (@1); }
6103      (if (csts && (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || single_use (@2)))
6104       (with { auto optab = VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6105                          ? optab_vector : optab_default;
6106               tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6107        (if (target_supports_op_p (utype, icmp, optab)
6108             || (optimize_vectors_before_lowering_p ()
6109                 && (!target_supports_op_p (type, cmp, optab)
6110                     || !target_supports_op_p (type, BIT_AND_EXPR, optab))))
6111         (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
6112          (icmp @0 { csts; })
6113          (icmp (view_convert:utype @0) { csts; })))))))))
6115 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
6116    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
6117    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.cc.
6118    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
6119 (for cmp (lt le ge gt)
6120      out (gt gt le le)
6121  (simplify
6122   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
6123   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
6124        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
6125        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
6126        && wi::to_wide (@1) != 0
6127        && single_use (@2))
6128    (with {
6129      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
6130      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
6131     }
6132     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6133                                 wi::max_value (prec, sign)
6134                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
6136 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
6137    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.cc
6138    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
6139 (for cmp (gt le)
6140  (simplify
6141   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
6142   (if (single_use (@2)
6143        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6144        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6145    (cmp @1 @0))))
6147 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
6148 (for cmp (ge lt)
6149  (simplify
6150   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
6151    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6152         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6153     (cmp @1 @0))))
6155 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
6156 /* A - B > A  */
6157 (for cmp (gt le)
6158      out (ne eq)
6159  (simplify
6160   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
6161   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6162        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6163    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6164 /* A + B < A  */
6165 (for cmp (lt ge)
6166      out (ne eq)
6167  (simplify
6168   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
6169   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6170        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6171    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6173 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
6174    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6175 (for cmp (lt ge)
6176      out (ne eq)
6177  (simplify
6178   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
6179   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
6180    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6181     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6183 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
6184    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
6185    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6186 (for cmp (eq ne)
6187  (simplify
6188   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
6189        integer_zerop)
6190   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6191        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6192        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6193        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6194            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6195        && tree_fits_uhwi_p (@2)
6196        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6197        && types_match (@0, @1)
6198        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6199        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
6200            != CODE_FOR_nothing))
6201    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6202     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6204 /* Demote operands of IFN_{ADD,SUB,MUL}_OVERFLOW.  */
6205 (for ovf (IFN_ADD_OVERFLOW IFN_SUB_OVERFLOW IFN_MUL_OVERFLOW)
6206  (simplify
6207   (ovf (convert@2 @0) @1)
6208   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6209        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6210        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6211        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6212    (ovf @0 @1)))
6213  (simplify
6214   (ovf @1 (convert@2 @0))
6215   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6216        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6217        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6218        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6219    (ovf @1 @0))))
6221 /* Optimize __builtin_mul_overflow_p (x, cst, (utype) 0) if all 3 types
6222    are unsigned to x > (umax / cst).  Similarly for signed type, but
6223    in that case it needs to be outside of a range.  */
6224 (simplify
6225  (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cs@2 @0 integer_nonzerop@1))
6226   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6227        && TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0))
6228        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@2)))
6229        && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
6230    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6231     (convert (gt @0 (trunc_div! { TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)); } @1)))
6232     (if (TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)))
6233      (if (integer_minus_onep (@1))
6234       (convert (eq @0 { TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)); }))
6235       (with
6236        {
6237          tree div = fold_convert (TREE_TYPE (@0), @1);
6238          tree lo = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6239                                     TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6240          tree hi = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6241                                     TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6242          tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
6243          if (etype)
6244            {
6245              if (wi::neg_p (wi::to_wide (div)))
6246                std::swap (lo, hi);
6247              lo = fold_convert (etype, lo);
6248              hi = fold_convert (etype, hi);
6249              hi = int_const_binop (MINUS_EXPR, hi, lo);
6250            }
6251        }
6252        (if (etype)
6253         (convert (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
6255 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
6256    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
6257    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
6258    section that follows this one.
6260    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
6261    the following:
6263    - the rule describes an identity
6265    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
6266      multiplication
6268    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
6269      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
6270      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
6271      when the operand has that value.)  */
6273 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
6274  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
6275  (simplify
6276   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
6277   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
6278    @0))
6280  (for op (plus minus)
6281   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
6282   (simplify
6283    (op (rdiv @0 @1)
6284        (rdiv @2 @1))
6285    (rdiv (op @0 @2) @1)))
6287  (for cmp (lt le gt ge)
6288       neg_cmp (gt ge lt le)
6289   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
6290   (simplify
6291    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
6292    (with
6293     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
6294     (if (tem
6295          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
6296               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
6297      (switch
6298       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6299        (cmp @0 { tem; }))
6300       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
6301        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
6303  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
6304  (for root (SQRT CBRT)
6305   (simplify
6306    (mult (root:s @0) (root:s @1))
6307     (root (mult @0 @1))))
6309  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
6310  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6311   (simplify
6312    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
6313     (exps (plus @0 @1))))
6315  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
6316  (for root (SQRT CBRT)
6317   (simplify
6318    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
6319     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
6321  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
6322  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6323   (simplify
6324    (rdiv @0 (exps:s @1))
6325     (mult @0 (exps (negate @1)))))
6327  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6328       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6329   /* logN(expN(x)) -> x.  */
6330   (simplify
6331    (logs (exps @0))
6332    @0)
6333   /* expN(logN(x)) -> x.  */
6334   (simplify
6335    (exps (logs @0))
6336    @0))
6338  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
6339     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
6340     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
6341  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
6342       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
6343   (simplify
6344    (logs (exps @0))
6345    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6346     (with {
6347       tree x;
6348       switch (exps)
6349         {
6350         CASE_CFN_EXP:
6351           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
6352           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
6353           break;
6354         CASE_CFN_EXP2:
6355           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
6356           x = build_real (type, dconst2);
6357           break;
6358         CASE_CFN_EXP10:
6359         CASE_CFN_POW10:
6360           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
6361           {
6362             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
6363             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
6364             x = build_real (type, dconst10);
6365           }
6366           break;
6367         default:
6368           gcc_unreachable ();
6369         }
6370       }
6371      (mult (logs { x; }) @0)))))
6373  (for logs (LOG LOG
6374             LOG2 LOG2
6375             LOG10 LOG10)
6376       exps (SQRT CBRT)
6377   (simplify
6378    (logs (exps @0))
6379    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6380     (with {
6381       tree x;
6382       switch (exps)
6383         {
6384         CASE_CFN_SQRT:
6385           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
6386           x = build_real (type, dconsthalf);
6387           break;
6388         CASE_CFN_CBRT:
6389           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
6390           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
6391           break;
6392         default:
6393           gcc_unreachable ();
6394         }
6395       }
6396      (mult { x; } (logs @0))))))
6398  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
6399  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
6400       pows (POW)
6401   (simplify
6402    (logs (pows @0 @1))
6403    (mult @1 (logs @0))))
6405  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
6406     or if C is a positive power of 2,
6407     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
6408 #if GIMPLE
6409  (for pows (POW)
6410       exps (EXP)
6411       logs (LOG)
6412       exp2s (EXP2)
6413       log2s (LOG2)
6414   (simplify
6415    (pows REAL_CST@0 @1)
6416    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6417         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
6418         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
6419            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
6420            beneficial for all constants to postpone this until later,
6421            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
6422            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
6423            pessimization.  */
6424         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6425     (with {
6426        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
6427        bool use_exp2 = false;
6428        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
6429            && value->cl == rvc_normal)
6430          {
6431            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
6432            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
6433            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
6434              use_exp2 = true;
6435          }
6436      }
6437      (if (!use_exp2)
6438       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
6439        (exps (mult (logs @0) @1)))
6440       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
6441 #endif
6443  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
6444  (for pows (POW)
6445       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6446       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6447   (simplify
6448    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
6449    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6450         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6451     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
6453  (for sqrts (SQRT)
6454       cbrts (CBRT)
6455       pows (POW)
6456       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6457   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
6458   (simplify
6459    (sqrts (exps @0))
6460    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
6461   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
6462   (simplify
6463    (cbrts (exps @0))
6464    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6465   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
6466   (simplify
6467    (pows (exps @0) @1)
6468    (exps (mult @0 @1))))
6470  /* tan(atan(x)) -> x.  */
6471  (for tans (TAN)
6472       atans (ATAN)
6473   (simplify
6474    (tans (atans @0))
6475    @0)))
6477  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
6478  (for sins (SIN)
6479       atans (ATAN)
6480       sqrts (SQRT)
6481       copysigns (COPYSIGN)
6482   (simplify
6483    (sins (atans:s @0))
6484    (with
6485      {
6486       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6487       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6488       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6489       tree t_one = build_one_cst (type);
6490      }
6491     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6492      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6493       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6494       (copysigns { t_one; } @0))))))
6496 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
6497  (for coss (COS)
6498       atans (ATAN)
6499       sqrts (SQRT)
6500       copysigns (COPYSIGN)
6501   (simplify
6502    (coss (atans:s @0))
6503    (with
6504      {
6505       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6506       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6507       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6508       tree t_one = build_one_cst (type);
6509       tree t_zero = build_zero_cst (type);
6510      }
6511     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6512      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6513       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6514       (copysigns { t_zero; } @0))))))
6516  (if (!flag_errno_math)
6517   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
6518   (for sinhs (SINH)
6519        atanhs (ATANH)
6520        sqrts (SQRT)
6521    (simplify
6522     (sinhs (atanhs:s @0))
6523     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6524     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
6526   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
6527   (for coshs (COSH)
6528        atanhs (ATANH)
6529        sqrts (SQRT)
6530    (simplify
6531     (coshs (atanhs:s @0))
6532     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6533     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
6535 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
6536 (simplify
6537  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
6538  (abs @0))
6540 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
6541 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6542  (simplify
6543   (fns (fns @0))
6544   (fns @0)))
6545 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
6546 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6547  (simplify
6548   (fns integer_valued_real_p@0)
6549   @0))
6551 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
6552 (simplify
6553  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
6554  (abs @0))
6556 /* pow(1,x) -> 1.  */
6557 (simplify
6558  (POW real_onep@0 @1)
6559  @0)
6561 (simplify
6562  /* copysign(x,x) -> x.  */
6563  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
6564  @0)
6566 (simplify
6567  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
6568  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
6569  @1)
6571 (simplify
6572  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
6573  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
6574  (abs @0))
6576 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
6577  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
6578  (simplify
6579   (scale real_zerop@0 @1)
6580   @0)
6581  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
6582  (simplify
6583   (scale @0 integer_zerop@1)
6584   @0)
6585  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
6586  (simplify
6587   (scale REAL_CST@0 @1)
6588   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6589    @0)))
6591 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
6592    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
6594    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
6595    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
6596    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
6597    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
6599 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
6600  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
6601  (simplify
6602   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
6603    (SIN @0))
6605  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
6606  (simplify
6607   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
6608   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6609    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
6611  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
6612  (simplify
6613   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
6614    (TAN @0))
6616  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
6617  (simplify
6618   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
6619    (TANH @0))
6621  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
6622  (simplify
6623    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
6624    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
6626  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
6627  (simplify
6628   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
6629    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
6631  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
6632  (simplify
6633   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
6634   (if (! HONOR_NANS (@0)
6635        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6636    (COS @0)))
6638  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
6639  (simplify
6640   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
6641   (if (! HONOR_NANS (@0)
6642        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6643    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
6645  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
6646  (simplify
6647   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
6648    (POW @0 (plus @1 @2)))
6650  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
6651  (simplify
6652   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
6653    (POW (mult @0 @2) @1))
6655  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
6656  (simplify
6657   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
6658    (POWI (mult @0 @2) @1))
6660  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
6661  (simplify
6662   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
6663   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6664    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
6666  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
6667  (simplify
6668   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
6669    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
6671  (for sqrts (SQRT)
6672       cbrts (CBRT)
6673       pows (POW)
6674   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6675   (simplify
6676    (sqrts (sqrts @0))
6677    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6678   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6679   (simplify
6680    (sqrts (cbrts @0))
6681    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6682   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6683   (simplify
6684    (cbrts (sqrts @0))
6685    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6686   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6687   (simplify
6688    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6689    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6690   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6691   (simplify
6692    (sqrts (pows @0 @1))
6693    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6694   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6695   (simplify
6696    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6697    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6698   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6699   (simplify
6700    (pows (sqrts @0) @1)
6701    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6702   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6703   (simplify
6704    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6705    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6706   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6707   (simplify
6708    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6709    (pows @0 (mult @1 @2))))
6711  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6712  (simplify
6713   (CABS (complex @0 @0))
6714   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6716  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6717  (simplify
6718   (HYPOT @0 @0)
6719   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6721  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6722  (for cexps (CEXP)
6723       exps (EXP)
6724       cexpis (CEXPI)
6725   (simplify
6726    (cexps compositional_complex@0)
6727    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6728     (complex
6729      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6730      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6732 (if (canonicalize_math_p ())
6733  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6734  (for floors (FLOOR_ALL)
6735       truncs (TRUNC_ALL)
6736   (simplify
6737    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6738    (truncs @0))))
6740 (match double_value_p
6741  @0
6742  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6743 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6744             BUILT_IN_FLOORL
6745             BUILT_IN_CEILL
6746             BUILT_IN_ROUNDL
6747             BUILT_IN_NEARBYINTL
6748             BUILT_IN_RINTL)
6749      tos (BUILT_IN_TRUNC
6750           BUILT_IN_FLOOR
6751           BUILT_IN_CEIL
6752           BUILT_IN_ROUND
6753           BUILT_IN_NEARBYINT
6754           BUILT_IN_RINT)
6755  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6756  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6757   (simplify
6758    (froms (convert double_value_p@0))
6759    (convert (tos @0)))))
6761 (match float_value_p
6762  @0
6763  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6764 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6765             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6766             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6767             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6768             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6769             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6770      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6771           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6772           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6773           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6774           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6775           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6776  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6777     if x is a float.  */
6778  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6779       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6780   (simplify
6781    (froms (convert float_value_p@0))
6782    (convert (tos @0)))))
6784 #if GIMPLE
6785 (match float16_value_p
6786  @0
6787  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float16_type_node)))
6788 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC BUILT_IN_TRUNCF
6789             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR BUILT_IN_FLOORF
6790             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL BUILT_IN_CEILF
6791             BUILT_IN_ROUNDEVENL BUILT_IN_ROUNDEVEN BUILT_IN_ROUNDEVENF
6792             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND BUILT_IN_ROUNDF
6793             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT BUILT_IN_NEARBYINTF
6794             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT BUILT_IN_RINTF
6795             BUILT_IN_SQRTL BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTF)
6796      tos (IFN_TRUNC IFN_TRUNC IFN_TRUNC
6797           IFN_FLOOR IFN_FLOOR IFN_FLOOR
6798           IFN_CEIL IFN_CEIL IFN_CEIL
6799           IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN
6800           IFN_ROUND IFN_ROUND IFN_ROUND
6801           IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT
6802           IFN_RINT IFN_RINT IFN_RINT
6803           IFN_SQRT IFN_SQRT IFN_SQRT)
6804  /* (_Float16) round ((doube) x) -> __built_in_roundf16 (x), etc.,
6805     if x is a _Float16.  */
6806  (simplify
6807    (convert (froms (convert float16_value_p@0)))
6808      (if (optimize
6809           && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6810           && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6811                                              type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6812        (tos @0))))
6814 /* Simplify (trunc)copysign ((extend)x, (extend)y) to copysignf (x, y),
6815    x,y is float value, similar for _Float16/double.  */
6816 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
6817  (simplify
6818   (convert (copysigns (convert@2 @0) (convert @1)))
6819    (if (optimize
6820        && !HONOR_SNANS (@2)
6821        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6822        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6823        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
6824        && direct_internal_fn_supported_p (IFN_COPYSIGN,
6825                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6826     (IFN_COPYSIGN @0 @1))))
6828 (for froms (BUILT_IN_FMAF BUILT_IN_FMA BUILT_IN_FMAL)
6829      tos (IFN_FMA IFN_FMA IFN_FMA)
6830  (simplify
6831   (convert (froms (convert@3 @0) (convert @1) (convert @2)))
6832    (if (flag_unsafe_math_optimizations
6833        && optimize
6834        && FLOAT_TYPE_P (type)
6835        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6836        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6837        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6838        && types_match (type, TREE_TYPE (@2))
6839        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6840        && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6841                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6842     (tos @0 @1 @2))))
6844 (for maxmin (max min)
6845  (simplify
6846   (convert (maxmin (convert@2 @0) (convert @1)))
6847    (if (optimize
6848        && FLOAT_TYPE_P (type)
6849        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6850        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6851        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6852        && element_precision (type) < element_precision (TREE_TYPE (@2)))
6853     (maxmin @0 @1))))
6854 #endif
6856 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6857      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6858  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6859  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6860   (simplify
6861    (froms (convert double_value_p@0))
6862    (tos @0))))
6864 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6865             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6866      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6867  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6868     if x is a float.  */
6869  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6870   (simplify
6871    (froms (convert float_value_p@0))
6872    (tos @0))))
6874 (if (canonicalize_math_p ())
6875  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6876  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6877   (simplify
6878    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6879    (fix_trunc @0))))
6881 (if (canonicalize_math_p ())
6882  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6883  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6884            ICEIL LCEIL LLCEIL
6885            IROUND LROUND LLROUND)
6886   (simplify
6887    (fns integer_valued_real_p@0)
6888    (fix_trunc @0)))
6889  (if (!flag_errno_math)
6890   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6891   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
6892    (simplify
6893     (rints integer_valued_real_p@0)
6894     (fix_trunc @0)))))
6896 (if (canonicalize_math_p ())
6897  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
6898       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
6899       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
6900   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
6901      sizeof (int) == sizeof (long).  */
6902   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
6903        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6904    (simplify
6905     (ifn @0)
6906     (lfn:long_integer_type_node @0)))
6907   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
6908      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
6909   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
6910        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6911    (simplify
6912     (llfn @0)
6913     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
6915 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
6916 (simplify
6917  (CPROJ @0)
6918  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
6919    @0))
6921 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
6922    nonnegative, return (inf + 0i).  */
6923 (simplify
6924  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
6925  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6926   { build_complex_inf (type, false); }))
6928 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
6929 (simplify
6930  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
6931  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6932   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
6934 (for pows (POW)
6935      sqrts (SQRT)
6936      cbrts (CBRT)
6937  (simplify
6938   (pows @0 REAL_CST@1)
6939   (with {
6940     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
6941     REAL_VALUE_TYPE tmp;
6942    }
6943    (switch
6944     /* pow(x,0) -> 1.  */
6945     (if (real_equal (value, &dconst0))
6946      { build_real (type, dconst1); })
6947     /* pow(x,1) -> x.  */
6948     (if (real_equal (value, &dconst1))
6949      @0)
6950     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
6951     (if (real_equal (value, &dconstm1))
6952      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
6953     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
6954     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6955          && canonicalize_math_p ()
6956          && real_equal (value, &dconsthalf))
6957      (sqrts @0))
6958     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
6959     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6960          && canonicalize_math_p ()
6961          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
6962              real_equal (value, &tmp)))
6963      (cbrts @0))))))
6965 /* powi(1,x) -> 1.  */
6966 (simplify
6967  (POWI real_onep@0 @1)
6968  @0)
6970 (simplify
6971  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
6972  (switch
6973   /* powi(x,0) -> 1.  */
6974   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
6975    { build_real (type, dconst1); })
6976   /* powi(x,1) -> x.  */
6977   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
6978    @0)
6979   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
6980   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
6981    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
6983 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
6985    These are conceptually similar to the transformations performed for
6986    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
6987    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
6989 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
6990    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
6991    is the widest mode from all of these.  */
6992 (for op (plus minus mult rdiv)
6993  (simplify
6994    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
6995    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
6996       both operands are widening conversions from the same type as the outer
6997       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
6998       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
6999       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
7000    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7001         && op != MULT_EXPR
7002         && op != RDIV_EXPR
7003         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
7004            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
7005         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
7006         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
7007         /* The precision of the type of each operand must match the
7008            precision of the mode of each operand, similarly for the
7009            result.  */
7010         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
7011         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
7012         && type_has_mode_precision_p (type)
7013         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
7014         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
7015         && types_match (@1, type)
7016         && (types_match (@1, @2)
7017             /* Or the second operand is const integer or converted const
7018                integer from valueize.  */
7019             || poly_int_tree_p (@4)))
7020      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
7021        (op @1 (convert @2))
7022        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
7023         (convert (op (convert:utype @1)
7024                      (convert:utype @2)))))
7025      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
7026           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7027                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
7028       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
7029               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
7030               tree itype = TREE_TYPE (@0);
7031               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
7032               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
7033               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
7034         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
7035              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
7036          (with { tree newtype = type;
7037                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
7038                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
7039                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
7040                    newtype = dfloat32_type_node;
7041                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
7042                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
7043                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
7044                    newtype = dfloat64_type_node;
7045                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
7046                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
7047                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
7048                    newtype = dfloat128_type_node; }
7049           (if ((newtype == dfloat32_type_node
7050                 || newtype == dfloat64_type_node
7051                 || newtype == dfloat128_type_node)
7052               && newtype == type
7053               && types_match (newtype, type))
7054             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
7055             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
7056                       newtype = ty1;
7057                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
7058                       newtype = ty2; }
7059                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
7060                   change results through affecting double rounding
7061                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
7062                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
7063                   + (long double)double) converted to
7064                   (float)(double + double), the transformation is
7065                   unsafe regardless of the details of the types
7066                   involved; double rounding can arise if the result
7067                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
7068                   between two representable TYPE values but the
7069                   exact value is sufficiently different (in the
7070                   right direction) for this difference to be
7071                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
7072                   same as TYPE, however, the transformation may be
7073                   safe depending on the types involved: it is safe
7074                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
7075                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
7076                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
7077                   exponent range for the product or ratio of two
7078                   values representable in the TYPE to be within the
7079                   range of normal values of ITYPE.  */
7080               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
7081                    && (flag_unsafe_math_optimizations
7082                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
7083                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
7084                                                            TYPE_MODE (type))
7085                            && !excess_precision_type (newtype)))
7086                    && !types_match (itype, newtype))
7087                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
7088                                    (convert:newtype @2)))
7089          )))) )
7090    ))
7093 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
7094    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
7095    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
7096    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
7097    arithmetic operation.  */
7098 (for op (minus plus)
7099  (simplify
7100   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
7101   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7102        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
7103           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
7104        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7105        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
7106        /* The precision of the type of each operand must match the
7107           precision of the mode of each operand, similarly for the
7108           result.  */
7109        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
7110        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
7111        && type_has_mode_precision_p (type)
7112        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
7113        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7114        && types_match (@0, @1)
7115        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
7116            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
7117        && (wi::to_wide (@4)
7118            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
7119                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
7120    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
7121     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
7122      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
7123     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7124      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
7125                (convert:utype @4))))))))
7127 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
7128    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
7129 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
7130      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
7131      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
7132  (simplify
7133   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
7134   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7135        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
7136    (op @0 (ext @1 @2)))))
7138 (simplify
7139  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
7140  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
7141  { integer_zero_node; })
7143 (simplify
7144  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
7145  (SIGNBIT @0)
7146  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
7147   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
7149 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
7150 (for cmp (eq ne)
7151  (for op (plus minus)
7152       rop (minus plus)
7153   (simplify
7154    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7155    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7156         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
7157         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
7158         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
7159     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7160      (if (TREE_OVERFLOW (res)
7161           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7162       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
7163       (if (single_use (@3))
7164        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
7165                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
7166 (for cmp (lt le gt ge)
7167  (for op (plus minus)
7168       rop (minus plus)
7169   (simplify
7170    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7171    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7172         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7173     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7174      (if (TREE_OVERFLOW (res))
7175       {
7176         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7177                                 "when simplifying conditional to constant"),
7178                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
7179         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
7180         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
7181         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
7182                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
7183                         != (op == MINUS_EXPR);
7184         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
7185       }
7186       (if (single_use (@3))
7187        (with
7188         {
7189           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7190                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
7191                                   "X cmp C2 -+ C1"),
7192                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
7193         }
7194         (cmp @0 { res; })))))))))
7196 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
7198 (simplify
7199  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
7200  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
7202 (simplify
7203  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
7204  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
7206 (simplify
7207  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
7208  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
7209   (view_convert @0)))
7211 (simplify
7212  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
7213  (switch
7214   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
7215        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7216    (switch
7217     (if (integer_zerop (@2))
7218      (view_convert (realpart @0)))
7219     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7220      (view_convert (imagpart @0)))))
7221   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7222        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
7223        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
7224        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
7225        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
7226        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
7227             && integer_zerop (@2))
7228            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
7229               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
7230            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
7231                /* But only do this after vectorization.  */
7232                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
7233                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
7234                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
7235                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
7236                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
7237                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7238                                             - TYPE_PRECISION (type))
7239                                          : 0)) == 0)))
7240    (convert @0))))
7242 /* Simplify vector extracts.  */
7244 (simplify
7245  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
7246  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7247       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
7248       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
7249            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7250           || (VECTOR_TYPE_P (type)
7251               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
7252                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
7253   (with
7254    {
7255      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7256                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7257      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
7258      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
7259      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
7260      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
7261    }
7262    (if (n != 0
7263         && (idx % width) == 0
7264         && (n % width) == 0
7265         && known_le ((idx + n) / width,
7266                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
7267     (with
7268      {
7269        idx = idx / width;
7270        n = n / width;
7271        /* Constructor elements can be subvectors.  */
7272        poly_uint64 k = 1;
7273        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
7274          {
7275            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
7276            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
7277              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
7278          }
7279        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
7280      }
7281      (switch
7282       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
7283       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
7284        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
7285         { build_zero_cst (type); }
7286         (if (count == 1)
7287          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
7288           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
7289           { build_zero_cst (type); })
7290          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
7291             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
7292             uniform.  */
7293          (if (single_use (@0))
7294           (with
7295             {
7296               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
7297               vec_alloc (vals, count);
7298               bool constant_p = true;
7299               tree res;
7300               for (unsigned i = 0;
7301                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
7302                 {
7303                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
7304                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
7305                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
7306                     constant_p = false;
7307                 }
7308               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
7309                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
7310                              ? type
7311                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
7312                                                   count * k));
7313               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
7314                      : build_constructor (evtype, vals));
7315             }
7316             (view_convert { res; }))))))
7317       /* The bitfield references a single constructor element.  */
7318       (if (k.is_constant (&const_k)
7319            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
7320        (switch
7321         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
7322          { build_zero_cst (type); })
7323         (if (n == const_k)
7324          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
7325         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
7326                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
7328 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
7329    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
7330    not touching the extraction.  */
7331 (simplify
7332  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
7333  (with
7334   {
7335     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
7336     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
7337       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
7338     else
7339       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
7340   }
7341   (switch
7342    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
7343         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
7344                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7345     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
7346                                                  wi::to_wide (@rpos)
7347                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
7348    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
7349                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
7350         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
7351                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7352     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
7354 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
7355  (for fmas (FMA)
7356   (simplify
7357    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
7358    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7359   (simplify
7360    (fmas @0 @1 (negate @2))
7361    (IFN_FMS @0 @1 @2))
7362   (simplify
7363    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
7364    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7365   (simplify
7366    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
7367    (if (single_use (@3))
7368     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
7370  (simplify
7371   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
7372   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7373  (simplify
7374   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
7375   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7376  (simplify
7377   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7378   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7379  (simplify
7380   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
7381    (if (single_use (@3))
7382     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
7384  (simplify
7385   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
7386   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7387  (simplify
7388   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
7389   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7390  (simplify
7391   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
7392   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7393  (simplify
7394   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
7395   (if (single_use (@3))
7396    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
7398  (simplify
7399   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
7400   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7401  (simplify
7402   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
7403   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7404  (simplify
7405   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7406   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7407  (simplify
7408   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
7409   (if (single_use (@3))
7410    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
7412 /* CLZ simplifications.  */
7413 (for clz (CLZ)
7414  (for op (eq ne)
7415       cmp (lt ge)
7416   (simplify
7417    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
7418    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
7419     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
7420     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7421             tree stype = signed_type_for (type0);
7422             HOST_WIDE_INT val = 0;
7423             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7424             if (clz == CFN_CLZ
7425                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7426                                               val) == 2
7427                 && val == 0)
7428               stype = NULL_TREE;
7429           }
7430      (if (stype)
7431       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
7432     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
7433     (with { bool ok = true;
7434             HOST_WIDE_INT val = 0;
7435             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7436             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7437             if (clz == CFN_CLZ
7438                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7439                                               val) == 2
7440                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
7441               ok = false;
7442           }
7443      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
7444       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
7446 /* CTZ simplifications.  */
7447 (for ctz (CTZ)
7448  (for op (ge gt le lt)
7449       cmp (eq eq ne ne)
7450   (simplify
7451    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
7452    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7453     (with { bool ok = true;
7454             HOST_WIDE_INT val = 0;
7455             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
7456               ok = false;
7457             else
7458               {
7459                 val = tree_to_shwi (@1);
7460                 /* Canonicalize to >= or <.  */
7461                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
7462                   {
7463                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
7464                       ok = false;
7465                     else
7466                       val++;
7467                   }
7468               }
7469             bool zero_res = false;
7470             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7471             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7472             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7473             if (ctz == CFN_CTZ
7474                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7475                                               zero_val) == 2)
7476               zero_res = true;
7477           }
7478      (if (val <= 0)
7479       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
7480        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
7481       (if (val >= prec)
7482        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
7483         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7484        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
7485         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7486                                              wi::mask (val, false, prec)); })
7487              { build_zero_cst (type0); })))))))
7488  (for op (eq ne)
7489   (simplify
7490    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
7491    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7492     (with { bool zero_res = false;
7493             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7494             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7495             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7496             if (ctz == CFN_CTZ
7497                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7498                                               zero_val) == 2)
7499               zero_res = true;
7500           }
7501      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
7502       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
7503        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7504       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
7505        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7506                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
7507                                                      false, prec)); })
7508            { wide_int_to_tree (type0,
7509                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
7510                                                  false, prec)); })))))))
7512 /* POPCOUNT simplifications.  */
7513 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
7514 (simplify
7515   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
7516   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
7517     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
7519 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
7520 (for popcount (POPCOUNT)
7521   (for cmp (le eq ne gt)
7522        rep (eq eq ne ne)
7523     (simplify
7524       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
7525       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
7527 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
7528 (simplify
7529   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
7530   (PARITY @0))
7532 /* PARITY simplifications.  */
7533 /* parity(~X) is parity(X).  */
7534 (simplify
7535   (PARITY (bit_not @0))
7536   (PARITY @0))
7538 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
7539 (simplify
7540   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
7541   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
7543 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
7544 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
7545 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
7546   (simplify
7547     (pfun @0)
7548     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
7549       (switch
7550         (if (nz == 1)
7551           (convert @0))
7552         (if (wi::popcount (nz) == 1)
7553           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7554             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
7555                                    { build_int_cst (integer_type_node,
7556                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
7558 #if GIMPLE
7559 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
7561    int popcount64c (uint64_t x)
7562    {
7563      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
7564      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
7565      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
7566      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
7567    }
7569    int popcount32c (uint32_t x)
7570    {
7571      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
7572      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
7573      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
7574      return (x * 0x01010101) >> 24;
7575    }  */
7576 (simplify
7577  (rshift
7578   (mult
7579    (bit_and
7580     (plus:c
7581      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
7582       (plus:c@8
7583        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
7584         (bit_and
7585          (rshift
7586           (minus@6 @0
7587            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
7588           INTEGER_CST@10)
7589          INTEGER_CST@9)))
7590     INTEGER_CST@3)
7591    INTEGER_CST@2)
7592   INTEGER_CST@1)
7593   /* Check constants and optab.  */
7594   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
7595           int shift = (64 - prec) & 63;
7596           unsigned HOST_WIDE_INT c1
7597             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
7598           unsigned HOST_WIDE_INT c2
7599             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
7600           unsigned HOST_WIDE_INT c3
7601             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
7602           unsigned HOST_WIDE_INT c4
7603             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
7604    }
7605    (if (prec >= 16
7606         && prec <= 64
7607         && pow2p_hwi (prec)
7608         && TYPE_UNSIGNED (type)
7609         && integer_onep (@4)
7610         && wi::to_widest (@10) == 2
7611         && wi::to_widest (@5) == 4
7612         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
7613         && tree_to_uhwi (@2) == c1
7614         && tree_to_uhwi (@3) == c2
7615         && tree_to_uhwi (@9) == c3
7616         && tree_to_uhwi (@7) == c3
7617         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
7618     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
7619                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7620      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
7621      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
7622         five bits for this to work without extension before adding.  */
7623      (with {
7624        tree half_type = NULL_TREE;
7625        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
7626        int half_prec = 8;
7627        if (m.exists ()
7628            && m.require () != TYPE_MODE (type))
7629          {
7630            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
7631            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
7632          }
7633        gcc_assert (half_prec > 2);
7634       }
7635       (if (half_type != NULL_TREE
7636            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
7637                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7638        (convert (plus
7639          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
7640          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
7641             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
7643 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
7644    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
7645    should lead to better code.  */
7646 (simplify
7647  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
7648  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7649       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
7650                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
7651   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7652    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
7653 #endif
7655 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
7656           BUILT_IN_FFSIMAX)
7657  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
7658     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
7659  (for cmp (eq ne)
7660   (simplify
7661    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7662     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7663      (switch
7664       (if (integer_zerop (@1))
7665        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7666       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
7667        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
7668       (if (single_use (@2))
7669        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7670                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7671                                                       false, prec)); })
7672             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7673                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
7674                                                   false, prec)); }))))))
7676  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
7677  (for cmp (gt le)
7678       cmp2 (ne eq)
7679       cmp3 (eq ne)
7680       bit_op (bit_and bit_ior)
7681   (simplify
7682    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7683     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7684      (switch
7685       (if (integer_zerop (@1))
7686        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7687       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
7688        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
7689       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
7690        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
7691       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
7692        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7693                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
7694                                                       false, prec)); }))
7695       (if (single_use (@2))
7696        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
7697                (cmp3 (bit_and @0
7698                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7699                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7700                                                   false, prec)); })
7701                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
7703 #if GIMPLE
7705 /* Simplify:
7706      a = op a1
7707      r = cond ? a : b
7708      --> r = .COND_FN (cond, a, b)
7709 and,
7710     a = op a1
7711     r = cond ? b : a
7712     --> r = .COND_FN (~cond, b, a).  */
7714 (for uncond_op (UNCOND_UNARY)
7715      cond_op (COND_UNARY)
7716  (simplify
7717   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@3 @1)) @2)
7718    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7719     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7720         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7721      (cond_op @0 @1 @2))))
7722  (simplify
7723   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@3 @2)))
7724    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7725     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7726         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7727      (cond_op (bit_not @0) @2 @1)))))
7729 /* Simplify:
7731      a = a1 op a2
7732      r = c ? a : b;
7734    to:
7736      r = c ? a1 op a2 : b;
7738    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
7739    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
7740    simplification if the result of the operation isn't needed.
7742    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
7743    on targets that might not support them.  Any target implementing
7744    conditional internal functions must support the same comparisons
7745    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
7747 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
7748      cond_op (COND_BINARY)
7749  (simplify
7750   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
7751   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7752    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7753         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7754         && single_use (@4))
7755     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
7756  (simplify
7757   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
7758   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7759    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7760         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7761         && single_use (@4))
7762     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
7764 /* Same for ternary operations.  */
7765 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
7766      cond_op (COND_TERNARY)
7767  (simplify
7768   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
7769   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7770    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7771         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7772         && single_use (@5))
7773     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
7774  (simplify
7775   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7776   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7777    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7778         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7779         && single_use (@5))
7780     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7781                   (view_convert:op_type @1)))))))
7782 #endif
7784 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7785    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7786 (for cond_op (COND_BINARY)
7787  (simplify
7788   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7789   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7790    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7791     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7792  (simplify
7793   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7794   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7795    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7796         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7797     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7799 /* Same for ternary operations.  */
7800 (for cond_op (COND_TERNARY)
7801  (simplify
7802   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7803   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7804    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7805     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7806  (simplify
7807   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7808   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7809    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7810         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7811     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7813 /* Detect simplication for a conditional reduction where
7815    a = mask1 ? b : 0
7816    c = mask2 ? d + a : d
7818    is turned into
7820    c = mask1 && mask2 ? d + b : d.  */
7821 (simplify
7822   (IFN_COND_ADD @0 @1 (vec_cond @2 @3 integer_zerop) @1)
7823    (IFN_COND_ADD (bit_and @0 @2) @1 @3 @1))
7825 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7826    expressions like:
7828    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7829    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7831    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7832    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7833    bytes.  A is more efficiently tested as:
7835    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7837    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7839    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7841    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7843    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7844    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7846    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7847    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7848    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7849    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7850    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7851    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7852    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7853    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7854    pointer_pluses dead.  */
7855 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7856  (for cmp (le lt)
7857   (simplify
7858    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7859         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7860    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7861         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7862         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7863     /* Calculate the rhs constant.  */
7864     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7865             offset_int rhs = off * 2; }
7866      /* Always fails for negative values.  */
7867      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7868       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7869          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7870          same pointer_plus in multiple checks.  */
7871       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7872               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7873        (if (cmp == LT_EXPR)
7874         (gt (convert:sizetype
7875              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7876                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7877             { rhs_tree; })
7878         (gt (convert:sizetype
7879              (pointer_diff:ssizetype
7880               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7881                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7882               { swap_p ? @0 : @2; }))
7883             { rhs_tree; })))))))))
7885 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7886    element of @1.  */
7887 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7888  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7889   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
7890    (if (i >= 0)
7891     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
7892             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
7893             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
7894             tree size = bitsize_int (elt_bits);
7895             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
7896      (view_convert
7897       (bit_and:elt_type
7898        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
7899        { elt; })))))))
7901 /* Fold reduction of a single nonzero element constructor.  */
7902 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7903   (simplify (reduc (CONSTRUCTOR@0))
7904     (with { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7905                          ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7906             tree elt = ctor_single_nonzero_element (ctor); }
7907       (if (elt
7908            && !HONOR_SNANS (type)
7909            && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
7910         { elt; }))))
7912 /* Fold REDUC (@0 op VECTOR_CST) as REDUC (@0) op REDUC (VECTOR_CST).  */
7913 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_MAX IFN_REDUC_MIN IFN_REDUC_FMAX
7914             IFN_REDUC_FMIN IFN_REDUC_AND IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7915      op (plus max min IFN_FMAX IFN_FMIN bit_and bit_ior bit_xor)
7916   (simplify (reduc (op @0 VECTOR_CST@1))
7917     (op (reduc:type @0) (reduc:type @1))))
7919 (simplify
7920  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
7921  (with
7922   {
7923     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
7924     machine_mode result_mode = TYPE_MODE (type);
7925     machine_mode op_mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (op0));
7927     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
7928     vec_perm_builder builder;
7929     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
7930       return NULL_TREE;
7932     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
7933     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
7934     bool single_arg = (op0 == op1);
7935     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
7936   }
7937   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
7938    { op0; }
7939    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
7940     { op1; }
7941     (with
7942      {
7943        if (!single_arg)
7944          {
7945            if (sel.all_from_input_p (0))
7946              op1 = op0;
7947            else if (sel.all_from_input_p (1))
7948              {
7949                op0 = op1;
7950                sel.rotate_inputs (1);
7951              }
7952            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
7953              {
7954                std::swap (op0, op1);
7955                sel.rotate_inputs (1);
7956              }
7957          }
7958        gassign *def;
7959        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
7960        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
7961            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
7962            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7963          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
7964        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
7965            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
7966            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7967          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
7969        tree t;
7970     }
7971     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7972           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
7973          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7974              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
7975          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
7976      { t; }
7977      (with
7978       {
7979         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
7980         tree ins = NULL_TREE;
7981         unsigned at = 0;
7983         /* See if the permutation is performing a single element
7984            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
7985            in that case.  But only if the vector mode is supported,
7986            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
7987         if (op_mode != BLKmode
7988             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7989                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
7990                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7991                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
7992           {
7993             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
7994             if (insert_first_p)
7995               {
7996                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
7997                    first vector we only can insert the first elt from
7998                    the first vector.  */
7999                 at = 0;
8000                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
8001                   op0 = op1;
8002               }
8003             /* The above can fail for two-element vectors which always
8004                appear to insert the first element, so try inserting
8005                into the second lane as well.  For more than two
8006                elements that's wasted time.  */
8007             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
8008               {
8009                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
8010                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
8011                   if (maybe_ne (sel[at], at))
8012                     break;
8013                 if (at < encoded_nelts
8014                     && (known_eq (at + 1, nelts)
8015                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
8016                   {
8017                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
8018                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
8019                     else
8020                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
8021                   }
8022               }
8023           }
8025         /* Generate a canonical form of the selector.  */
8026         if (!ins && sel.encoding () != builder)
8027           {
8028             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
8029                argument permutation while still allowing an equivalent
8030                2-argument version.  */
8031             tree oldop2 = op2;
8032             if (sel.ninputs () == 2
8033                || can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel, false))
8034               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
8035             else
8036               {
8037                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
8038                 if (can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel2, false))
8039                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
8040                 else
8041                   /* Not directly supported with either encoding,
8042                      so use the preferred form.  */
8043                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
8044               }
8045             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
8046               changed = true;
8047           }
8048       }
8049       (if (ins)
8050        (bit_insert { op0; } { ins; }
8051          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
8052        (if (changed)
8053         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
8055 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
8057 (match vec_same_elem_p
8058  (vec_duplicate @0))
8060 (match vec_same_elem_p
8061  CONSTRUCTOR@0
8062  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
8063       && uniform_vector_p (gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0))))))
8065 (match vec_same_elem_p
8066  @0
8067  (if (uniform_vector_p (@0))))
8070 (simplify
8071  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
8072  @0)
8074 /* Push VEC_PERM earlier if that may help FMA perception (PR101895).  */
8075 (simplify
8076  (plus:c (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
8077  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
8078   (plus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
8079 (simplify
8080  (minus (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
8081  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
8082   (minus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
8085 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
8086    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
8087    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
8088    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
8089    to the number of trailing zeroes.  */
8090 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
8091   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))
8093 (match (cond_expr_convert_p @0 @2 @3 @6)
8094  (cond (simple_comparison@6 @0 @1) (convert@4 @2) (convert@5 @3))
8095   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
8096        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
8097        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
8098        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
8099        && TYPE_PRECISION (type) != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8100        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8101           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
8102        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8103           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
8104        /* For vect_recog_cond_expr_convert_pattern, @2 and @3 can differ in
8105           signess when convert is truncation, but not ok for extension since
8106           it's sign_extend vs zero_extend.  */
8107        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type)
8108            || (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
8109                == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))))
8110        && single_use (@4)
8111        && single_use (@5))))
8113 (for bit_op (bit_and bit_ior bit_xor)
8114  (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8115   (bit_op:c
8116    (nop_convert1? (bit_not2?@0 (convert3? (lshift integer_onep@1 @2))))
8117    @3)))
8119 (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8120  (bit_not
8121   (nop_convert1? (bit_xor@0 (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)) @3))))
8123 /* n - (((n > C1) ? n : C1) & -C2) ->  n & C1 for unsigned case.
8124    n - (((n > C1) ? n : C1) & -C2) ->  (n <= C1) ? n : (n & C1) for signed case.  */
8125 (simplify
8126   (minus @0 (bit_and (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2))
8127   (with { auto i = wi::neg (wi::to_wide (@2)); }
8128   /* Check if -C2 is a power of 2 and C1 = -C2 - 1.  */
8129     (if (wi::popcount (i) == 1
8130          && (wi::to_wide (@1)) == (i - 1))
8131       (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
8132         (bit_and @0 @1)
8133       (cond (le @0 @1) @0 (bit_and @0 @1))))))
8135 /* -x & 1 -> x & 1.  */
8136 (simplify 
8137   (bit_and (negate @0) integer_onep@1)
8138   (bit_and @0 @1))