PR tree-optimization/85446
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob442aad15e2cde2f1746b21a64095289d8f4b8d5b
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2018 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    tree_expr_nonzero_p
35    integer_valued_real_p
36    integer_pow2p
37    HONOR_NANS)
39 /* Operator lists.  */
40 (define_operator_list tcc_comparison
41   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
42 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
43   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
44 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
45   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
46 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
47   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
48 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
49 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
51 #include "cfn-operators.pd"
53 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
54    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
55    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
57    Also define operand lists:
59      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
60      X<FN> for all double functions, in the same order
61      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
62 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
63   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
64                                  BUILT_IN_L##FN##F \
65                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
66   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
67                               BUILT_IN_L##FN \
68                               BUILT_IN_LL##FN) \
69   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
70                                  BUILT_IN_L##FN##L \
71                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
77     
78 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
79    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
80 (match (nop_convert @0)
81  (convert @0)
82  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
83 (match (nop_convert @0)
84  (view_convert @0)
85  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
86       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
87                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
88       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
89 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
90 (match (nop_convert @0)
91  @0) 
93 /* Simplifications of operations with one constant operand and
94    simplifications to constants or single values.  */
96 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
97   (simplify
98     (op @0 integer_zerop)
99     (non_lvalue @0)))
101 /* 0 +p index -> (type)index */
102 (simplify
103  (pointer_plus integer_zerop @1)
104  (non_lvalue (convert @1)))
106 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
107 (simplify
108  (pointer_diff @0 integer_zerop)
109  (convert @0))
111 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
112    Likewise if the operands are reversed.  */
113 (simplify
114  (plus:c @0 real_zerop@1)
115  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
116   (non_lvalue @0)))
118 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
119 (simplify
120  (minus @0 real_zerop@1)
121  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
122   (non_lvalue @0)))
124 /* Simplify x - x.
125    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
126    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
127    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
128    is volatile.  */
129 (simplify
130  (minus @0 @0)
131  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
132   { build_zero_cst (type); }))
133 (simplify
134  (pointer_diff @@0 @0)
135  { build_zero_cst (type); })
137 (simplify
138  (mult @0 integer_zerop@1)
139  @1)
141 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
142    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
143    same in modes with signed zeros, since multiplying a
144    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
145 (simplify
146  (mult @0 real_zerop@1)
147  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
148   @1))
150 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
151    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
152 (simplify
153  (mult @0 real_onep)
154  (if (!HONOR_SNANS (type)
155       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
156           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
157   (non_lvalue @0)))
159 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
160 (simplify
161  (mult @0 real_minus_onep)
162   (if (!HONOR_SNANS (type)
163        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
164            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
165    (negate @0)))
167 (for cmp (gt ge lt le)
168      outp (convert convert negate negate)
169      outn (negate negate convert convert)
170  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
171  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
172  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
173  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
174  (simplify
175   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
176   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
177        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
178    (switch
179     (if (types_match (type, float_type_node))
180      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
181     (if (types_match (type, double_type_node))
182      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
183     (if (types_match (type, long_double_type_node))
184      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
185  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
186  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
187  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
188  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
189  (simplify
190   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
191   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
192        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
193    (switch
194     (if (types_match (type, float_type_node))
195      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
196     (if (types_match (type, double_type_node))
197      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
198     (if (types_match (type, long_double_type_node))
199      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
201 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
202 (simplify
203  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
204  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
205   (abs @0)))
207 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
208 (simplify
209  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
210  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
211   (negate (abs @0))))
213 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
214 (simplify
215  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
216  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
217   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
219 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
220 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
221   (simplify
222     (op @0 integer_onep)
223     (non_lvalue @0)))
225 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
226    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
227    toward zero.
228    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
229 (simplify
230  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
231  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
232       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
233           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
234           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
235   (rshift @0 @2)))
237 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
238    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
239    traps enables better optimizations than these anyway.  */
240 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
241  /* 0 / X is always zero.  */
242  (simplify
243   (div integer_zerop@0 @1)
244   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
245   (if (!integer_zerop (@1))
246    @0))
247   /* X / -1 is -X.  */
248  (simplify
249    (div @0 integer_minus_onep@1)
250    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
251     (negate @0)))
252  /* X / X is one.  */
253  (simplify
254   (div @0 @0)
255   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
256      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
257   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
258    { build_one_cst (type); }))
259  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */ 
260  (simplify
261    (div:C @0 (abs @0))
262    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
263         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
264     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
265           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
266  /* X / -X is -1.  */
267  (simplify
268    (div:C @0 (negate @0))
269    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
270         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
271     { build_minus_one_cst (type); })))
273 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
274    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
275 (simplify
276  (floor_div @0 @1)
277  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
278       && TYPE_UNSIGNED (type))
279   (trunc_div @0 @1)))
281 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
282    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
283 (for div (trunc_div exact_div)
284  (simplify
285   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
286   (with {
287     bool overflow_p;
288     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
289                             TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
290    }
291    (if (!overflow_p)
292     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
293     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
294          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
295      { build_zero_cst (type); })))))
297 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
298    overflow is different.  */
299 (simplify
300  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
301  (with {
302    bool overflow_p;
303    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
304                            TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
305   }
306   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
307      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
308   (if (!overflow_p || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
309    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
311 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
312    NaNs or Infinities.  */
313 (simplify
314  (rdiv @0 @0)
315  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
316       && ! HONOR_NANS (type)
317       && ! HONOR_INFINITIES (type))
318   { build_one_cst (type); }))
320 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
321    NaNs or Infinities.  */
322 (simplify
323  (rdiv:C @0 (negate @0))
324  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
325       && ! HONOR_NANS (type)
326       && ! HONOR_INFINITIES (type))
327   { build_minus_one_cst (type); }))
329 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
330 (simplify
331  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
332   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
333        && ! HONOR_NANS (type)
334        && ! HONOR_INFINITIES (type))
335    (switch
336     (if (types_match (type, float_type_node))
337      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
338     (if (types_match (type, double_type_node))
339      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
340     (if (types_match (type, long_double_type_node))
341      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
343 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
344 (simplify
345  (rdiv @0 real_onep)
346  (if (!HONOR_SNANS (type))
347   (non_lvalue @0)))
349 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
350 (simplify
351  (rdiv @0 real_minus_onep)
352  (if (!HONOR_SNANS (type))
353   (negate @0)))
355 (if (flag_reciprocal_math)
356  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
357  (simplify
358   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
359   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
361  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
362  (simplify
363   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
364   (with
365    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
366    (if (tem)
367     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
369  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
370  (simplify
371   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
372    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
374 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
375 (simplify
376  (rdiv @0 (negate @1))
377  (rdiv (negate @0) @1))
379 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
380 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
381  (simplify
382   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
383   (if (integer_pow2p (@2)
384        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
385        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
386        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
387    (rshift (convert @0)
388            { build_int_cst (integer_type_node,
389                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
391 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
392    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
393    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
394    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
395    tell if it is or not in a portable manner.  */
396 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
397  (simplify
398   (rdiv @0 cst@1)
399   (if (optimize)
400    (if (flag_reciprocal_math
401         && !real_zerop (@1))
402     (with
403      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
404      (if (tem)
405       (mult @0 { tem; } )))
406     (if (cst != COMPLEX_CST)
407      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
408       (if (inverse)
409        (mult @0 { inverse; } ))))))))
411 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
412  /* 0 % X is always zero.  */
413  (simplify
414   (mod integer_zerop@0 @1)
415   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
416   (if (!integer_zerop (@1))
417    @0))
418  /* X % 1 is always zero.  */
419  (simplify
420   (mod @0 integer_onep)
421   { build_zero_cst (type); })
422  /* X % -1 is zero.  */
423  (simplify
424   (mod @0 integer_minus_onep@1)
425   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
426    { build_zero_cst (type); }))
427  /* X % X is zero.  */
428  (simplify
429   (mod @0 @0)
430   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
431   (if (!integer_zerop (@0))
432    { build_zero_cst (type); }))
433  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
434  (simplify
435   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
436   @2)
437  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
438  (simplify
439   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
440   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
441        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
442        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
443                              TYPE_SIGN (type)))
444    { build_zero_cst (type); })))
446 /* X % -C is the same as X % C.  */
447 (simplify
448  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
449   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
450        && !TREE_OVERFLOW (@1)
451        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
452        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
453        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
454        && !sign_bit_p (@1, @1))
455    (trunc_mod @0 (negate @1))))
457 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
458 (simplify
459  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
460  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
461       && !TYPE_UNSIGNED (type)
462       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
463       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
464       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
465          Y might be -1, because we would then change valid
466          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
467       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
468           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
469                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
470   (trunc_mod @0 (convert @1))))
472 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
473 (simplify
474  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
475  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
476   (convert (trunc_mod @0 @1))))
478 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
479    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
480    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
481    to A & ((C << N) - 1).  */
482 (match (power_of_two_cand @1)
483  INTEGER_CST@1)
484 (match (power_of_two_cand @1)
485  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
486 (for mod (trunc_mod floor_mod)
487  (simplify
488   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
489   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
490         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
491         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
492         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
493    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
495 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
496 (simplify
497  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
498  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
499   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
500                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
501                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
502                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
504 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
505 (simplify
506  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
507  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
508   (bit_and @0 (negate @1))))
510 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
511 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
512  (simplify
513   (div (mult:c @0 @1) @1)
514   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
515        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
516    @0)))
518 (for op (negate abs)
519  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
520  (for coss (COS COSH)
521   (simplify
522    (coss (op @0))
523     (coss @0)))
524  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
525  (for pows (POW)
526   (simplify
527    (pows (op @0) REAL_CST@1)
528    (with { HOST_WIDE_INT n; }
529     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
530      (pows @0 @1)))))
531  /* Likewise for powi.  */
532  (for pows (POWI)
533   (simplify
534    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
535    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
536     (pows @0 @1))))
537  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
538  (for hypots (HYPOT)
539   (simplify
540    (hypots (op @0) @1)
541    (hypots @0 @1))
542   (simplify
543    (hypots @0 (op @1))
544    (hypots @0 @1)))
545  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
546  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
547   (simplify
548    (copysigns (op @0) @1)
549    (copysigns @0 @1))))
551 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
552 (simplify
553  (mult (abs@1 @0) @1)
554  (mult @0 @0))
556 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
557 (for coss (COS COSH)
558      copysigns (COPYSIGN)
559  (simplify
560   (coss (copysigns @0 @1))
561    (coss @0)))
563 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
564 (for pows (POW)
565      copysigns (COPYSIGN)
566  (simplify
567   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
568   (with { HOST_WIDE_INT n; }
569    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
570     (pows @0 @1)))))
571 /* Likewise for powi.  */
572 (for pows (POWI)
573      copysigns (COPYSIGN)
574  (simplify
575   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
576   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
577    (pows @0 @1))))
579 (for hypots (HYPOT)
580      copysigns (COPYSIGN)
581  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
582  (simplify
583   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
584   (hypots @0 @2))
585  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
586  (simplify
587   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
588   (hypots @0 @1)))
590 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
591 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
592  (simplify
593   (copysigns @0 REAL_CST@1)
594   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
595    (negate (abs @0))
596    (abs @0))))
598 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
599 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
600  (simplify
601   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
602   (copysigns @0 @2)))
604 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
605 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
606  (simplify
607   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
608   (mult @0 @0)))
610 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
611 (for ccoss (CCOS CCOSH)
612  (simplify
613   (ccoss (negate @0))
614    (ccoss @0)))
616 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
617 (for ops (conj negate)
618  (for cabss (CABS)
619   (simplify
620    (cabss (ops @0))
621    (cabss @0))))
623 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
624 (simplify
625  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
626   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
627        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
628    (lshift @0 @2)))
630 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
631    into ((1 << C) >> x). */
632 (simplify
633  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
634   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
635        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
636        && single_use (@1))
637    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
638      (rshift (lshift @0 @2) @3)
639    (with
640     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
641     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
643 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
644 (simplify
645  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
646   (if (flag_associative_math
647        && single_use (@3))
648    (with
649     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
650     (if (tem)
651      (rdiv { tem; } @1)))))
653 /* Simplify ~X & X as zero.  */
654 (simplify
655  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
656   { build_zero_cst (type); })
658 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
659 (simplify
660   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
661   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
662     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
664 (for bitop (bit_and bit_ior)
665      cmp (eq ne)
666  /* PR35691: Transform
667     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
668     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
669  (simplify
670   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
671    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
672         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
673         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
674     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
675  /* Transform:
676     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
677     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
678  (simplify
679   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
680    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
681         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
682         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
683     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
685 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
686 (simplify
687  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
688   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
689 (simplify
690  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
691  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
692   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
694 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
695 (simplify
696  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
697   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
699 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
700 (for op (bit_ior bit_xor plus)
701  (simplify
702   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
703    (bit_xor @0 @1))
704  (simplify
705   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
706   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
707    (bit_xor @0 @1))))
709 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
710 (simplify
711   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
712   (bit_ior @0 @1))
714 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
715 (simplify
716  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
717  @2)
719 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
720 (simplify
721  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
722  (bit_not (bit_and @0 @1)))
724 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
725 (simplify
726  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
727  (bit_and @0 @1))
729 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
730 (simplify
731  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
732  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
734 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
735 (for op (bit_and bit_xor)
736  (simplify
737   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
738   @2))
740 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
741 (simplify
742  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
743  @2)
745 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
746 (simplify
747  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
748  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
750 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
751 #if GIMPLE
752 (simplify
753  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
754  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
755       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
756   (bit_xor @0 @1)))
757 #endif
759 /* X % Y is smaller than Y.  */
760 (for cmp (lt ge)
761  (simplify
762   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
763   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
764    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
765 (for cmp (gt le)
766  (simplify
767   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
768   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
769    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
771 /* x | ~0 -> ~0  */
772 (simplify
773  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
774  @1)
776 /* x | 0 -> x  */
777 (simplify
778  (bit_ior @0 integer_zerop)
779  @0)
781 /* x & 0 -> 0  */
782 (simplify
783  (bit_and @0 integer_zerop@1)
784  @1)
786 /* ~x | x -> -1 */
787 /* ~x ^ x -> -1 */
788 /* ~x + x -> -1 */
789 (for op (bit_ior bit_xor plus)
790  (simplify
791   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
792   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
794 /* x ^ x -> 0 */
795 (simplify
796   (bit_xor @0 @0)
797   { build_zero_cst (type); })
799 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
800 (simplify
801   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
802   (bit_not @0))
804 /* x & ~0 -> x  */
805 (simplify
806  (bit_and @0 integer_all_onesp)
807   (non_lvalue @0))
809 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
810 (for bitop (bit_and bit_ior)
811  (simplify
812   (bitop @0 @0)
813   (non_lvalue @0)))
815 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
816 #if GIMPLE
817 (simplify
818  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
819  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
820       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
821   @0))
822 #endif
824 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
825 (simplify
826  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
827  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
829 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
830 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
831 (for bitop (bit_and bit_ior)
832  (simplify
833   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
834   (bitop @0 (bit_not @1))))
836 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
837 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
838 (for bitop (bit_and bit_ior)
839      rbitop (bit_ior bit_and)
840  (simplify
841   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
842   (bitop @1 @2)))
844 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
845 (simplify
846  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
847  (bit_xor @0 @1))
849 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
850 (simplify
851  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
852  (bit_and @0 @1))
854 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
855 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
856 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
857 (for op (plus bit_ior bit_xor)
858  (simplify
859   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
860   (bit_ior @0 @1)))
862 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
863 (simplify
864  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
865  (plus @0 @1))
867 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
868 (simplify
869  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
870  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
871       && !TYPE_SATURATING (type))
872   (bit_and @0 @1)))
874 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
875 (simplify
876  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
877  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
878       && !TYPE_SATURATING (type))
879   (bit_ior @0 @1)))
881 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
882 (simplify
883  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
884  (bit_and @0 @1))
886 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
887 (simplify
888  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
889  (bit_xor @0 @1))
891 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
892 (simplify
893  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
894  (bit_xor @0 @1))
896 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
897 (simplify
898  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
899  (bit_and @0 @1))
901 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
902    ~x | ~y -> ~(x & y) */
903 (for op (bit_and bit_ior)
904      rop (bit_ior bit_and)
905  (simplify
906   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
907   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
908        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
909    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
911 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
912    with a constant, and the two constants have no bits in common,
913    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
914    simplifications.  */
915 (for op (bit_xor plus)
916  (simplify
917   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
918       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
919   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
920        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
921        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
922    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
924 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
925 (simplify
926  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
927  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
928   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
930 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
931 (simplify
932  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
933  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
934       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
935   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
937 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
938 (simplify
939  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
940  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
941   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
943 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
944 (for opo (bit_and bit_xor)
945      opi (bit_xor bit_and)
946  (simplify
947   (opo:c (opi:c @0 @1) @1) 
948   (bit_and (bit_not @0) @1)))
950 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
951    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
952    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
953    constants are involved.  For example, convert
954      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
955    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
956 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
957      rop (bit_ior bit_and bit_and)
958  (simplify
959   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
960   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
961        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
962    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
964 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
965 /* (X & Y) & Y -> X & Y
966    (X | Y) | Y -> X | Y  */
967 (for op (bit_and bit_ior)
968  (simplify
969   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
970   @2))
971 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
972 (simplify
973  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
974  (convert @0))
975 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
976    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
977 (for op (bit_and bit_ior)
978  (simplify
979   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
980   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
981        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
982    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
983     (op @3 (convert @2))
984     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
985      (op (convert @1) @5))))))
986 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
987 (simplify
988  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
989  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
990       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
991   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
993 (simplify
994  (abs (abs@1 @0))
995  @1)
996 (simplify
997  (abs (negate @0))
998  (abs @0))
999 (simplify
1000  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1001  @0)
1003 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1004 (match negate_expr_p
1005  INTEGER_CST
1006  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1007        && TYPE_UNSIGNED (type))
1008       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1009           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1010 (match negate_expr_p
1011  FIXED_CST)
1012 (match negate_expr_p
1013  (negate @0)
1014  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1015 (match negate_expr_p
1016  REAL_CST
1017  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1018 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1019    ways.  */
1020 (match negate_expr_p
1021  VECTOR_CST
1022  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1023 (match negate_expr_p
1024  (minus @0 @1)
1025  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1026       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1027           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1028           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1030 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1031 (simplify
1032  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1033   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1034        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1035    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1037 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1038 (simplify
1039  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1040  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1041       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1042   (minus (negate @1) @0)))
1044 /* -(A - B) -> B - A.  */
1045 (simplify
1046  (negate (minus @0 @1))
1047  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1048       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1049           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1050           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1051   (minus @1 @0)))
1052 (simplify
1053  (negate (pointer_diff @0 @1))
1054  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1055   (pointer_diff @1 @0)))
1057 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1058 (simplify
1059  (minus @0 negate_expr_p@1)
1060  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1061  (plus @0 (negate @1))))
1063 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1064    when profitable.
1065    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1066    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1067    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1068    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1069 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1070  (simplify
1071   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1072   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1073          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1074          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1075         || types_match (@0, @1))
1076        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1077           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1078           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1079           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1080           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1081        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1082        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1083               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1084            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1085            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1086               mode.  */
1087            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1088            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1089               of its mode.  */
1090            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1091    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1093 (for bitop (bit_and bit_ior)
1094      rbitop (bit_ior bit_and)
1095   /* (x | y) & x -> x */
1096   /* (x & y) | x -> x */
1097  (simplify
1098   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1099   @0)
1100  /* (~x | y) & x -> x & y */
1101  /* (~x & y) | x -> x | y */
1102  (simplify
1103   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1104   (bitop @0 @1)))
1106 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1107 (simplify
1108   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1109   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1111 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1112 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1113  (simplify
1114   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1115   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1116    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1117       folded to a constant.  */
1118    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1119    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1120       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1121       the values involved are such that the operation can't be decided at
1122       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1123       that combination can be decided at compile time.
1125       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1126       oscillation.  */
1127    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1128     (if (cst1)
1129      (bitop @1 { cst1; })
1130      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1131       (if (cst2)
1132        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1134 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1135    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1136 (match truth_valued_p
1137  @0
1138  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1139 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1140  (match truth_valued_p
1141   (op @0 @1)))
1142 (match truth_valued_p
1143   (truth_not @0))
1145 (match (logical_inverted_value @0)
1146  (truth_not @0))
1147 (match (logical_inverted_value @0)
1148  (bit_not truth_valued_p@0))
1149 (match (logical_inverted_value @0)
1150  (eq @0 integer_zerop))
1151 (match (logical_inverted_value @0)
1152  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1153 (match (logical_inverted_value @0)
1154  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1156 /* X & !X -> 0.  */
1157 (simplify
1158  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1159  { build_zero_cst (type); })
1160 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1161 (for op (bit_ior bit_xor)
1162  (simplify
1163   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1164   { constant_boolean_node (true, type); }))
1165 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1166 (for op (eq ne)
1167  (simplify
1168   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1169   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1171 /* ~~x -> x */
1172 (simplify
1173   (bit_not (bit_not @0))
1174   @0)
1176 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1177 (simplify
1178  (bit_not (convert? (negate @0)))
1179  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1180       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1181   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1183 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1184 (simplify
1185  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1186  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1188 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1189 (simplify
1190  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1191  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1192       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1193   (convert (negate @0))))
1194 (simplify
1195  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1196  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1197       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1198   (convert (negate @0))))
1200 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1201 (simplify
1202  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1203  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1204   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1205 (simplify
1206  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1207  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1208   (convert (bit_xor @0 @1))))
1210 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1211 (simplify
1212  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1213  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1214   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1216 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1217 (simplify
1218  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1219  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1221 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1222 (simplify
1223  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1224  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1225       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1226   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1228 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1229 (for cmp (gt lt ge le)
1230 (simplify
1231  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1232   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1234 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1235    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1236 (for cmp (eq ne)
1237  (simplify
1238   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1239   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1240        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1241        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1242    (cmp @0 @2))))
1244 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1245    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1246 (for cmp (eq ne)
1247  (simplify
1248   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1249   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1250        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1251        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1252    (cmp @0 @2))))
1254 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1255    x * C RELOP y * C into:
1257    x RELOP y for nonnegative C
1258    y RELOP x for negative C  */
1259 (for cmp (lt gt le ge)
1260  (simplify
1261   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1262   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1263        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1264    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1265     (cmp @0 @2)
1266    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1267         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1268     (cmp @2 @0))))))
1270 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1271 (for cmp (le gt)
1272      icmp (gt le)
1273  (simplify
1274   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1275    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1276         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1277         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1278         && (wi::to_wide (@2)
1279             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1280     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1281      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1283 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1284 (for cmp (simple_comparison)
1285  (simplify
1286   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1287   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1288    (cmp @0 @1))))
1290 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1291 (for cmp (simple_comparison)
1292  (simplify
1293   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1294   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1295        && integer_nonzerop (@1)
1296        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1297        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1298    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1299            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1300                                                    &neg_overflow); }
1301     (switch
1302      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1303        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1304         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1305         (if (code == LT_EXPR)
1306          (lt @0 { lo; })
1307          (ge @0 { lo; }))))
1308      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1309        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1310         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1311         (if (code == LE_EXPR)
1312          (le @0 { hi; })
1313          (gt @0 { hi; }))))
1314      (if (!lo && !hi)
1315       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1316      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1317       (ge @0 { lo; }))
1318      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1319       (le @0 { hi; }))
1320      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1321       (lt @0 { lo; }))
1322      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1323       (gt @0 { hi; }))
1324      (if (GENERIC)
1325       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1326                            lo, hi); })
1327      (with
1328       {
1329         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1330         if (etype)
1331           {
1332             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1333               etype = unsigned_type_for (etype);
1334             hi = fold_convert (etype, hi);
1335             lo = fold_convert (etype, lo);
1336             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1337           }
1338       }
1339       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1340        (if (code == EQ_EXPR)
1341         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1342         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1344 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1345 (for op (lt le ge gt)
1346  (simplify
1347   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1348   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1349        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1350    (op @0 @1))))
1351 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1352 (for op (eq ne minus)
1353  (simplify
1354   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1355   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1356        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1357            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1358    (op @0 @1))))
1360 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1361 (for op (lt le ge gt)
1362  (simplify
1363   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1364   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1365        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1366    (op @0 @1))))
1367 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1368 (for op (eq ne minus)
1369  (simplify
1370   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1371   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1372        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1373            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1374    (op @0 @1))))
1375 /* And for pointers...  */
1376 (for op (simple_comparison)
1377  (simplify
1378   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1379   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1380    (op @0 @1))))
1381 (simplify
1382  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1383  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1384       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1385   (pointer_diff @0 @1)))
1387 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1388 (for op (lt le ge gt)
1389  (simplify
1390   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1391   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1392        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1393    (op @1 @0))))
1394 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1395 (for op (eq ne minus)
1396  (simplify
1397   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1398   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1399        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1400            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1401    (op @1 @0))))
1402 /* And for pointers...  */
1403 (for op (simple_comparison)
1404  (simplify
1405   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1406   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1407    (op @1 @0))))
1408 (simplify
1409  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1410  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1411       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1412   (pointer_diff @1 @0)))
1414 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1415 (for op (lt le gt ge)
1416  (simplify
1417   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1418   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1419        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1420        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1421    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1422 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1423 (for op (eq ne)
1424  (simplify
1425   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1426   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1427        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1428            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1429        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1430        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1431        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1432    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1433  (simplify
1434   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1435   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1436        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1437        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1438    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1440 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1441    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1442 (for op (simple_comparison)
1443  (simplify
1444   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1445   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1446        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1447            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1448                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1449        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1450    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1452 /* Transform:
1453  * (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1454  * (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.
1455  */
1456 (for cmp (eq ne)
1457      ocmp (lt ge)
1458  (simplify
1459   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1460   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1461        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1462    (ocmp @0 @1))))
1464 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1465 (for cmp (eq ne)
1466  (simplify
1467   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1468   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1469    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1471 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1472    possibly set.  */
1473 (match with_possible_nonzero_bits
1474  INTEGER_CST@0)
1475 (match with_possible_nonzero_bits
1476  SSA_NAME@0
1477  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1478 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1479 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1480  with_possible_nonzero_bits@0)
1481 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1482  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1484 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1485    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1486 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1487  INTEGER_CST@0)
1488 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1489  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1491 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1492 (for cmp (eq ne)
1493  (simplify
1494   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1495   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1496    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1498 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1499    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1500    zero throughout its computed value range,
1501    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1502    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1503    and 0's otherwise.
1504    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1505    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1506    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1508 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1509      outer_op (bit_xor bit_ior)
1510 (simplify
1511  (outer_op
1512   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1513  (with
1514   {
1515     bool fail = false;
1516     wide_int zero_mask_not;
1517     wide_int C0;
1518     wide_int cst_emit;
1520     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1521       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1522     else
1523       fail = true;
1525     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1526       {
1527         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1528         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1529       }
1530     else
1531       {
1532         C0 = wi::to_wide (@0);
1533         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1534       }
1535   }
1536   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1537    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1538    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1539     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1541 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1542 (simplify
1543   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1544   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1546 /* Pattern match
1547      tem1 = (long) ptr1;
1548      tem2 = (long) ptr2;
1549      tem3 = tem2 - tem1;
1550      tem4 = (unsigned long) tem3;
1551      tem5 = ptr1 + tem4;
1552    and produce
1553      tem5 = ptr2;  */
1554 (simplify
1555   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1556   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1557   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1558        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1559             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1560    @1))
1561 (simplify
1562   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1563   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1564    (convert @1)))
1566 /* Pattern match
1567      tem = (sizetype) ptr;
1568      tem = tem & algn;
1569      tem = -tem;
1570      ... = ptr p+ tem;
1571    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1572      ... = ptr & ~algn;  */
1573 (simplify
1574   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1575   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1576    (bit_and @0 { algn; })))
1578 /* Try folding difference of addresses.  */
1579 (simplify
1580  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1581  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1582   (with { poly_int64 diff; }
1583    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1584     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1585 (simplify
1586  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1587  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1588   (with { poly_int64 diff; }
1589    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1590     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1591 (simplify
1592  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert?@3 @1))
1593  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1594       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1595   (with { poly_int64 diff; }
1596    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1597     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1598 (simplify
1599  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert?@3 ADDR_EXPR@1))
1600  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1601       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1602   (with { poly_int64 diff; }
1603    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1604     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1606 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1607    be able to fold this expression using the object or function's
1608    alignment.  */
1609 (simplify
1610  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1611  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1612       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1613   (with
1614    {
1615      unsigned int align;
1616      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1617      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1618    }
1619    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1620     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1621                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1624 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1625 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1627  /* Contract negates.  */
1628  /* A + (-B) -> A - B */
1629  (simplify
1630   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1631   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1632   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1633        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1634    (with
1635     {
1636      tree t1 = type;
1637      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1638          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1639        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1640     }
1641     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1642  /* A - (-B) -> A + B */
1643  (simplify
1644   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1645   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1646        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1647    (with
1648     {
1649      tree t1 = type;
1650      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1651          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1652        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1653     }
1654     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1655  /* -(T)(-A) -> (T)A
1656     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1657     happen without overflow.  */
1658  (simplify
1659   (negate (convert (negate @1)))
1660   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1661        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1662            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1663                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1664        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1665        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1666    (convert @1)))
1667  (simplify
1668   (negate (convert negate_expr_p@1))
1669   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1670        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1671             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1672             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1673            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1674    (convert (negate @1))))
1675  (simplify
1676   (negate (nop_convert (negate @1)))
1677   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1678        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1679    (view_convert @1)))
1681  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1682     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1683  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1684       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1686   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1687      irrespective of overflow issues.  */
1688   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1689   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1690   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1691   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1692   (simplify
1693     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1694     @1)
1695   (simplify
1696     (minus (minus @0 @1) @0)
1697     (negate @1))
1698   (simplify
1699     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1700     @0)
1701   (simplify
1702    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1703    (negate @1))
1704   (simplify
1705    (minus @0 (minus @0 @1))
1706    @1)
1707   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1708   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1709   /* More cases are handled with comparisons.  */
1710   (simplify
1711    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1712    (plus @2 @1))
1713   (simplify
1714    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1715    (minus @2 @1))
1716   (simplify
1717    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1718    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1719         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1720     (pointer_diff @2 @1)))
1721   (simplify
1722    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1723    (plus @1 @2))
1725   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1726      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1727      scalars.  */
1728   (for outer_op (plus minus)
1729    (for inner_op (plus minus)
1730         neg_inner_op (minus plus)
1731     (simplify
1732      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1733                CONSTANT_CLASS_P@2)
1734      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1735      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1736       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
1737          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
1738       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1739        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1740         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1741         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
1742       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1743            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1744        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1745         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1746         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1747        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1748           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1749           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1750        (if (types_match (type, @0))
1751         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1752                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1753                                         type, @1, @2); }
1754          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1755           (inner_op @0 { cst; } )
1756           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1757           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1758                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1759            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
1760            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1761            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1762             (view_convert (inner_op
1763                            (view_convert:utype @0)
1764                            (view_convert:utype
1765                             { drop_tree_overflow (cst); })))))))))))))
1767   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1768   (for outer_op (plus minus)
1769    (simplify
1770     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1771     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1772      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1773       (minus { cst; } @0)))))
1775   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1776   (simplify
1777    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1778    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1779     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1780      (plus { cst; } @0))))
1782   /* ~A + A -> -1 */
1783   (simplify
1784    (plus:c (bit_not @0) @0)
1785    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1786     { build_all_ones_cst (type); }))
1788   /* ~A + 1 -> -A */
1789   (simplify
1790    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1791    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1792     (negate (convert @0))))
1794   /* -A - 1 -> ~A */
1795   (simplify
1796    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1797    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1798         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1799     (bit_not (convert @0))))
1801   /* -1 - A -> ~A */
1802   (simplify
1803    (minus integer_all_onesp @0)
1804    (bit_not @0))
1806   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1807   (simplify
1808    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1809     (convert? @0))
1810    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1811         /* For integer types, if A has a smaller type
1812            than T the result depends on the possible
1813            overflow in P + A.
1814            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1815            However, if an overflow in P + A would cause
1816            undefined behavior, we can assume that there
1817            is no overflow.  */
1818         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1819             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1820     (convert @1)))
1821   (simplify
1822    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1823     (convert @0))
1824    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1825         /* For pointer types, if the conversion of A to the
1826            final type requires a sign- or zero-extension,
1827            then we have to punt - it is not defined which
1828            one is correct.  */
1829         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1830             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1831             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1832     (convert @1)))
1833    (simplify
1834     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
1835     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1836        thus sign-extended if necessary.  */
1837     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1838      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1839         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1840         we don't want to diagnose overflow here.  */
1841      (convert (view_convert:stype @1))))
1843   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1844   (simplify
1845    (minus (convert? @0)
1846     (convert (plus:c @@0 @1)))
1847    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1848         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1849         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1850     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1851      (convert (negate (convert:utype @1))))
1852     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1853          /* For integer types, if A has a smaller type
1854             than T the result depends on the possible
1855             overflow in P + A.
1856             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1857             However, if an overflow in P + A would cause
1858             undefined behavior, we can assume that there
1859             is no overflow.  */
1860          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1861              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1862      (negate (convert @1)))))
1863   (simplify
1864    (minus (convert @0)
1865     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
1866    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1867         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1868         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1869     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1870      (convert (negate (convert:utype @1))))
1871     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1872          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1873             final type requires a sign- or zero-extension,
1874             then we have to punt - it is not defined which
1875             one is correct.  */
1876          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1877              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1878              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1879      (negate (convert @1)))))
1880    (simplify
1881     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
1882     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1883        thus sign-extended if necessary.  */
1884     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1885      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1886         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1887         we don't want to diagnose overflow here.  */
1888      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
1890   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1891   (simplify
1892    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1893     (convert (plus:c @0 @2)))
1894    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1895         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1896         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1897         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
1898     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1899      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1900     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1901           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
1902          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1903              /* For integer types, if A has a smaller type
1904                 than T the result depends on the possible
1905                 overflow in P + A.
1906                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1907                 However, if an overflow in P + A would cause
1908                 undefined behavior, we can assume that there
1909                 is no overflow.  */
1910              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1911                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1912                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
1913                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
1914      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1915   (simplify
1916    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1917     (convert (pointer_plus @0 @2)))
1918    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1919         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1920         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1921     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1922      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1923     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1924          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1925             final type requires a sign- or zero-extension,
1926             then we have to punt - it is not defined which
1927             one is correct.  */
1928          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1929              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1930              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1931              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1932              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1933      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1934    (simplify
1935     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
1936     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1937        thus sign-extended if necessary.  */
1938     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1939      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1940         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1941         we don't want to diagnose overflow here.  */
1942      (minus (convert (view_convert:stype @1))
1943             (convert (view_convert:stype @2)))))))
1945 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
1946     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
1947 (if (!TYPE_SATURATING (type)
1948      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
1949  (for plusminus (plus minus)
1950   (simplify
1951    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
1952    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1953          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1954          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1955              && tree_expr_nonzero_p (@0)
1956              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1957         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
1958            original operand (but not on both).  */
1959         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
1960     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
1961   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
1962   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
1963    (simplify
1964     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
1965     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1966           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1967           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1968               && tree_expr_nonzero_p (@0)
1969               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1970          && single_use (@3))
1971      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
1972    (simplify
1973     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
1974     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1975           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1976           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1977               && tree_expr_nonzero_p (@0)
1978               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1979          && single_use (@3))
1980      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
1982 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1984 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
1985  (simplify
1986   (minmax @0 @0)
1987   @0))
1988 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1989 (simplify
1990  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1991  @1)
1992 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1993 (simplify
1994  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1995  @1)
1996 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
1997 (simplify
1998  (max:c @0 (negate @0))
1999  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2000       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2001           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2002   (abs @0)))
2003 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2004 (simplify
2005  (min:c @0 (negate @0))
2006  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2007       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2008           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2009   (negate (abs @0))))
2010 (simplify
2011  (min @0 @1)
2012  (switch
2013   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2014        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2015        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2016    @1)
2017   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2018        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2019        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2020    @0)))
2021 (simplify
2022  (max @0 @1)
2023  (switch
2024   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2025        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2026        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2027    @1)
2028   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2029        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2030        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2031    @0)))
2033 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2034 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2035 (simplify
2036  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2037   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2038    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2039     @2
2040     @0)))
2042 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2043 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2044 (simplify
2045  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2046   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2047    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2048     @0
2049     @2)))
2051 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2052    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2053 (for minmax (min max)
2054  (simplify
2055   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2056   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2057        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2058        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2059        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2060    (minmax @1 (convert @2)))))
2062 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2063  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2064     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2065  (simplify
2066   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2067   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2068        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2069    @0)))
2070 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2071    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2072    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2073    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2074    worry about it either.  */
2075 (if (flag_finite_math_only)
2076  (simplify
2077   (FMIN_ALL @0 @1)
2078   (min @0 @1))
2079  (simplify
2080   (FMAX_ALL @0 @1)
2081   (max @0 @1)))
2082 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2083 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2084      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2085  (simplify
2086   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2087   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2088        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2089            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2090    (negate (maxmin @0 @1)))))
2091 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2092    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2093 (for minmax (min max)
2094  maxmin (max min)
2095  (simplify
2096   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2097   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2099 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2100 (for minmax (min min max max)
2101      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2102      out    (le  gt  ge  lt )
2103  (simplify
2104   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2105   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2106    (out @0 @1))))
2107 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2108    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2109 (for cmp (eq ne)
2110  (simplify
2111   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2112   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2113                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2114    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2115    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2116                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2117     (cmp @0 @2)))))
2118 (for cmp (eq ne)
2119  (simplify
2120   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2121   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2122                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2123    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2124    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2125                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2126     (cmp @0 @2)))))
2127 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2128 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2129      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2130      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2131  (simplify
2132   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2133   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2135 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2137 (for rotate (lrotate rrotate)
2138  (simplify
2139   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2140   @0))
2142 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2143 (simplify
2144  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2145  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2146       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2147   @0))
2149 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2150 (simplify
2151  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2152  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2153   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2155 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2156    types.  */
2157 (simplify
2158  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2159  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2160       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2161   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2163 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2164  (simplify
2165   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2166   (non_lvalue @0))
2167  (simplify
2168   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2169   @0)
2170  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2171     if vector2 is uniform.  */
2172  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2173   (simplify
2174    (shiftrotate @0 vec@1)
2175    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2176     (if (tem)
2177      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2179 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2180    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2181 #if GIMPLE
2182 (for shift (lshift rshift)
2183  (simplify
2184   (shift @0 SSA_NAME@1)
2185    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2186     (with {
2187       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2188       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2189      }
2190      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2191       @0)))))
2192 #endif
2194 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2195    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2196 (simplify
2197  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2198  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2199                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2200                                            element_precision (type)), @1); }))
2202 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2203 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2204  (simplify
2205   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2206   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2207    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2208         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2209         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2210         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2211     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2212                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2213      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2214         being well defined.  */
2215      (if (low >= prec)
2216       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2217        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2218        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2219         { build_zero_cst (type); }
2220         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2221       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2224 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2225    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2226 (for cmp (ne eq)
2227      icmp (eq ne)
2228  (simplify
2229   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2230   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2232 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2233    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2234    if CST2 != 0.  */
2235 (for cmp (ne eq)
2236  (simplify
2237   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2238   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2239    (if (cand < 0
2240         || (!integer_zerop (@2)
2241             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2242     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2243     (if (!integer_zerop (@2)
2244          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2245      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2247 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2248         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2249    if the new mask might be further optimized.  */
2250 (for shift (lshift rshift)
2251  (simplify
2252   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2253            INTEGER_CST@2)
2254    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2255         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2256         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2257         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2258         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2259     (with
2260      {
2261        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2262        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2263        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2264        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2265        unsigned int prec;
2267        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2268          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2269        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2270                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2271          {
2272            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2273            tree arg00 = @0;
2274            /* See if more bits can be proven as zero because of
2275               zero extension.  */
2276            if (@3 != @0
2277                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2278              {
2279                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2280                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2281                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2282                  {
2283                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2284                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2285                    if (shiftc < prec)
2286                      shift_type = inner_type;
2287                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2288                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2289                       is all ones.  */
2290                  }
2291              }
2292            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2293            if (shiftc < prec)
2294              {
2295                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2296                zerobits <<= prec - shiftc;
2297              }
2298            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2299               can contain actually sign bits, so no transformation is
2300               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2301               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2302            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2303                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2304              {
2305                if ((mask & zerobits) == 0)
2306                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2307                else
2308                  zerobits = 0;
2309              }
2310          }
2311      }
2312      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2313      (if ((mask & zerobits) == mask)
2314       { build_int_cst (type, 0); }
2315       (with { newmask = mask | zerobits; }
2316        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2317         (with
2318          {
2319            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2320               mode's mask.  */
2321            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2322                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2323              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2324                break;
2325          }
2326          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2327               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2328           (with
2329            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2330            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2331             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2332              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2333              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2335 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2336    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2337 (for shift (lshift rshift)
2338  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2339   (simplify
2340    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2341    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2342     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2343      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2345 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2346 (simplify
2347  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2348   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2349        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2350            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2351            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2352    (with
2353     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2354      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2356 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2357    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2358 (for rotate (lrotate rrotate)
2359  (simplify
2360   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2361    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2362          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2363          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2364         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2365             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2366     (with
2367      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2368       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2370 /* Simplifications of conversions.  */
2372 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2373 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2374  (simplify
2375   (cvt @0)
2376   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2377        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2378    @0)))
2380 /* Contract view-conversions.  */
2381 (simplify
2382   (view_convert (view_convert @0))
2383   (view_convert @0))
2385 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2386    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2387 (simplify
2388   (view_convert @0)
2389   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2390        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2391        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2392    (convert @0)))
2394 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2395    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2396 (simplify
2397   (view_convert (convert@0 @1))
2398   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2399        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2400        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2401        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2402            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2403                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2404    (view_convert @1)))
2406 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2407    barriers can be removed.  */
2408 (simplify
2409  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2410  @0)
2411 (simplify
2412  (paren (paren@1 @0))
2413  @1)
2415 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2416 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2417  (for icvt (convert float)
2418   (simplify
2419    (ocvt (icvt@1 @0))
2420    (with
2421     {
2422       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2423       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2424       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2425       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2426       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2427       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2428       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2429       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2430       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2431       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2432       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2433       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2434       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2435       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2436       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2437       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2438       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2439       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2440       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2441       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2442     }
2443    (switch
2444     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2445        handled below, if we are converting something to its own
2446        type via an object of identical or wider precision, neither
2447        conversion is needed.  */
2448     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2449           || (GENERIC
2450               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2451          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2452              || (inter_float && final_float))
2453          && inter_prec >= final_prec)
2454      (ocvt @0))
2456     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2457        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2458        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2459        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2460        then we sometimes need the middle conversion.  */
2461     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2462          && (final_int || final_float)
2463          && inter_prec >= inside_prec
2464          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2465      (ocvt @0))
2467     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2468        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2469        final conversion does not change precision we can drop the
2470        intermediate conversion.  */
2471     (if (inside_int && inter_int && final_int
2472          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2473               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2474              || final_prec == inter_prec))
2475      (ocvt @0))
2477     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2478         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2479         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2480         - the intermediate type is narrower than both initial and
2481           final, or
2482         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2483           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2484         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2485           intermediate and final types differ, or
2486         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2487           initial and intermediate types differ.  */
2488     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2489          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2490          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2491          && ! (inside_int && inter_int
2492                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2493                && inter_prec < final_prec)
2494          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2495              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2496          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2497          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2498      (ocvt @0))
2500     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2501        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2502     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2503          && final_int && inter_int && inside_int
2504          && final_prec == inside_prec
2505          && final_prec > inter_prec
2506          && inter_unsignedp)
2507      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2508                               (inside_type,
2509                                wi::mask (inter_prec, false,
2510                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2512     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2513        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2514        floating-point conversion.  */
2515     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2516          && inside_int && inter_float && final_int &&
2517          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2518          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2519      (convert @0)))))))
2521 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2522    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2523    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2524 (simplify
2525   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2526   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2527        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2528        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2529        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2530                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2531    (convert @0)))
2534 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2535 (simplify
2536   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2537   (convert @0))
2539 /* Canonicalization of binary operations.  */
2541 /* Convert X + -C into X - C.  */
2542 (simplify
2543  (plus @0 REAL_CST@1)
2544  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2545   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2546    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2547     (minus @0 { tem; })))))
2549 /* Convert x+x into x*2.  */
2550 (simplify
2551  (plus @0 @0)
2552  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2553   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2554   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2555    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2557 /* 0 - X  ->  -X.  */
2558 (simplify
2559  (minus integer_zerop @1)
2560  (negate @1))
2561 (simplify
2562  (pointer_diff integer_zerop @1)
2563  (negate (convert @1)))
2565 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2566    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2567    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2568 (simplify
2569  (minus real_zerop@0 @1)
2570  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2571   (negate @1)))
2573 /* Transform x * -1 into -x.  */
2574 (simplify
2575  (mult @0 integer_minus_onep)
2576  (negate @0))
2578 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2579    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2580 (simplify
2581  (mult:c (mult:s @0 INTEGER_CST@1) @2)
2582  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2583       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2584   (mult (mult @0 @2) @1)))
2586 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2587    number.  */
2588 (match compositional_complex
2589  (convert? (complex @0 @1)))
2591 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2592 (simplify
2593  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2594  @0)
2595 (simplify
2596  (realpart (complex @0 @1))
2597  @0)
2598 (simplify
2599  (imagpart (complex @0 @1))
2600  @1)
2602 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2603 (simplify
2604  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2605  (convert (realpart @0)))
2606 (simplify
2607  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2608  (convert (negate (imagpart @0))))
2609 (for part (realpart imagpart)
2610  (for op (plus minus)
2611   (simplify
2612    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2613    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2614 (simplify
2615  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2616  (convert (COS @0)))
2617 (simplify
2618  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2619  (convert (SIN @0)))
2621 /* conj(conj(x)) -> x  */
2622 (simplify
2623  (conj (convert? (conj @0)))
2624  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2625   (convert @0)))
2627 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2628 (simplify
2629  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2630  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2631   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2633 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2634 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2635  (simplify
2636   (bswap (bswap @0))
2637   @0)
2638  (simplify
2639   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2640   (bit_not @0))
2641  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2642   (simplify
2643    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2644    (bitop @0 (bswap @1)))))
2647 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2649 /* Simplify constant conditions.
2650    Only optimize constant conditions when the selected branch
2651    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2652    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2653    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2654    this one as we depend on doing this transform before possibly
2655    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2656    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2657    genmatch cannot handle.  */
2658 (simplify
2659  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2660  (if (integer_zerop (@0))
2661   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2662    @2)
2663   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2664    @1)))
2665 (simplify
2666  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2667  (if (integer_all_onesp (@0))
2668   @1
2669   (if (integer_zerop (@0))
2670    @2)))
2672 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2673    be extended.  */
2674 /* This pattern implements two kinds simplification:
2676    Case 1)
2677    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2678      1) Conversions are type widening from smaller type.
2679      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2680      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2681    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2682    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2683    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2684    referred var is always benefitial for complicated cases.
2686    Case 2)
2687    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2688 (for cmp (lt le gt ge eq)
2689  (simplify
2690   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2691   (with
2692    {
2693      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2694      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2695      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2697      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2698          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2699          && (types_match (c1_type, from_type)
2700              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2701                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2702                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2703          && (types_match (c2_type, from_type)
2704              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2705                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2706                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2707        {
2708          if (cmp != EQ_EXPR)
2709            {
2710              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2711                {
2712                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2713                  if (cmp == LE_EXPR)
2714                    code = LT_EXPR;
2715                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2716                  if (cmp == GT_EXPR)
2717                    code = GE_EXPR;
2718                }
2719              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2720                {
2721                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2722                  if (cmp == LT_EXPR)
2723                    code = LE_EXPR;
2724                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2725                  if (cmp == GE_EXPR)
2726                    code = GT_EXPR;
2727                }
2728              if (code != ERROR_MARK
2729                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2730                {
2731                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2732                    code = MIN_EXPR;
2733                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2734                    code = MAX_EXPR;
2735                }
2736            }
2737          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2738          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2739            code = EQ_EXPR;
2740        }
2741    }
2742    (if (code == MAX_EXPR)
2743     (convert (max @1 (convert @2)))
2744     (if (code == MIN_EXPR)
2745      (convert (min @1 (convert @2)))
2746      (if (code == EQ_EXPR)
2747       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2748                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2750 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2752      1) OP is PLUS or MINUS.
2753      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2754      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2756    This pattern also handles special cases like:
2758      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2759         integer zero.  In this case,
2760           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2761           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2762      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2763         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2764         code.
2766    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2767    simplified at the moment because C standard requires additional
2768    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2769    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2770 (for op (plus minus)
2771  (for cmp (lt le gt ge)
2772   (simplify
2773    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2774    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2775     (if (types_match (from_type, to_type)
2776          /* Check if it is special case A).  */
2777          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2778              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2779              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2780              && integer_zerop (@1)
2781              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2782      (with
2783       {
2784         bool overflow = false;
2785         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2786         wide_int real_c1;
2787         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
2788         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
2789         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
2790         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2792         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2793             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2794             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2795         if (!types_match (from_type, to_type))
2796           {
2797             if (cmp_code == LT_EXPR)
2798               cmp_code = GT_EXPR;
2799             if (cmp_code == GE_EXPR)
2800               cmp_code = LE_EXPR;
2801             c1 = wi::max_value (to_type);
2802           }
2803         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2804            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2805            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2806            if it is undefined.  */
2807         if (op == PLUS_EXPR)
2808           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2809         else
2810           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2812         code = cmp_code;
2813         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2814           {
2815             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2816                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2817             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2818                 && !overflow)
2819               {
2820                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2821                 if (cmp_code == LE_EXPR)
2822                   code = LT_EXPR;
2823                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2824                 if (cmp_code == GT_EXPR)
2825                   code = GE_EXPR;
2826               }
2827             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2828                 && !overflow)
2829               {
2830                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2831                 if (cmp_code == LT_EXPR)
2832                   code = LE_EXPR;
2833                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2834                 if (cmp_code == GE_EXPR)
2835                   code = GT_EXPR;
2836               }
2837             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
2838               {
2839                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
2840                   code = MIN_EXPR;
2841                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
2842                   code = MAX_EXPR;
2843               }
2844           }
2845       }
2846       (if (code == MAX_EXPR)
2847        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2848            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
2849        (if (code == MIN_EXPR)
2850         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2851             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
2853 (for cnd (cond vec_cond)
2854  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
2855  (simplify
2856   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
2857   (cnd @0 @1 @3))
2858  (simplify
2859   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
2860   (cnd @0 @1 @3))
2861  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
2862  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
2863     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
2864     The following is still important to merge then and else arm cases
2865     from if-conversion.  */
2866  (simplify
2867   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
2868   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2869        && COMPARISON_CLASS_P (@2)
2870        && invert_tree_comparison
2871            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@2)
2872        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@2, 0), 0)
2873        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@2, 1), 0))
2874    (cnd @0 @1 @3)))
2875  (simplify
2876   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
2877   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2878        && COMPARISON_CLASS_P (@1)
2879        && invert_tree_comparison
2880            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@1)
2881        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@1, 0), 0)
2882        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@1, 1), 0))
2883    (cnd @0 @3 @4)))
2885  /* A ? B : B -> B.  */
2886  (simplify
2887   (cnd @0 @1 @1)
2888   @1)
2890  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
2891  (simplify
2892   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
2893   (cnd @0 @2 @1)))
2895 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
2896    return all -1 or all 0 results.  */
2897 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
2898    but that isn't necessarily a win on its own.  */
2899 (simplify
2900  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2901  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2902       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2903                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2904       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2905           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2906   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2908 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
2909 (simplify
2910  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2911  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2912       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2913                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2914       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2915           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2916   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2919 /* Simplifications of comparisons.  */
2921 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
2922    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
2923    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
2924 (for cmp  (le gt)
2925      acmp (lt ge)
2926  (simplify
2927   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2928   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
2929    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
2930 (for cmp  (ge lt)
2931      acmp (gt le)
2932  (simplify
2933   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2934   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
2935    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
2938 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
2939    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
2940    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
2941    that with expression code iteration.  */
2942 (for cmp (tcc_comparison)
2943      icmp (inverted_tcc_comparison)
2944      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
2945  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
2946     and handle some more cases by using
2947       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
2948     here but for that genmatch would need to "inline" that.
2949     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
2950  (simplify
2951   (bit_not (cmp @0 @1))
2952   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2953        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
2954    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
2955       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
2956       a computed operator in the replacement tree thus we have
2957       to play the trick below.  */
2958    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2959              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2960     (if (ic == icmp)
2961      (icmp @0 @1)
2962      (if (ic == ncmp)
2963       (ncmp @0 @1))))))
2964  (simplify
2965   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
2966   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2967             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2968    (if (ic == icmp)
2969     (icmp @0 @1)
2970     (if (ic == ncmp)
2971      (ncmp @0 @1))))))
2973 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
2974    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
2975    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
2976    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
2977    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
2978 (for cmp (eq ne)
2979  (for sub (minus pointer_diff)
2980   (simplify
2981    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
2982    (if (single_use (@2))
2983     (cmp @0 @1)))))
2985 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
2986    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
2987    often enough for folding it to be of value.  One example is in
2988    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
2989 (for cmp (simple_comparison)
2990      scmp (swapped_simple_comparison)
2991  (simplify
2992   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
2993   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
2994   (if (integer_zerop (@1))
2995    (cmp @1 @2)
2996    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2997         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2998         && single_use (@3))
2999     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3000     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3001      (scmp @0 @2)
3002      (cmp @0 @2))))))
3004 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3005    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3006 (for cmp (eq ge le)
3007  (simplify
3008   (cmp @0 @0)
3009   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3010        || ! HONOR_NANS (@0))
3011    { constant_boolean_node (true, type); }
3012    (if (cmp != EQ_EXPR)
3013     (eq @0 @0)))))
3014 (for cmp (ne gt lt)
3015  (simplify
3016   (cmp @0 @0)
3017   (if (cmp != NE_EXPR
3018        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3019        || ! HONOR_NANS (@0))
3020    { constant_boolean_node (false, type); })))
3021 (for cmp (unle unge uneq)
3022  (simplify
3023   (cmp @0 @0)
3024   { constant_boolean_node (true, type); }))
3025 (for cmp (unlt ungt)
3026  (simplify
3027   (cmp @0 @0)
3028   (unordered @0 @0)))
3029 (simplify
3030  (ltgt @0 @0)
3031  (if (!flag_trapping_math)
3032   { constant_boolean_node (false, type); }))
3034 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3035 (for cmp (simple_comparison)
3036  (simplify
3037   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3038   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3039    (cmp @1 @0))))
3041 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3042 (for cmp (simple_comparison)
3043      scmp (swapped_simple_comparison)
3044  (simplify
3045   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3046   (if (single_use (@2)
3047        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3048    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3050 (for cmp (simple_comparison)
3051  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3052  (simplify
3053   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3054   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3055        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3056            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3057        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3058            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3059    (with
3060     {
3061       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3062       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3063         {
3064           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3065           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3066               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3067             type1 = float_type_node;
3068           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3069               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3070             type1 = double_type_node;
3071         }
3072       tree newtype
3073         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3074            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
3075     }
3076     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3077      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3079  (simplify
3080   (cmp @0 REAL_CST@1)
3081   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3082   (switch
3083    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3084    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3085     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3086    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3087    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3088         && ! HONOR_SNANS (@1))
3089     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3090    /* Fold comparisons against infinity.  */
3091    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3092         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3093     (with
3094      {
3095        REAL_VALUE_TYPE max;
3096        enum tree_code code = cmp;
3097        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3098        if (neg)
3099          code = swap_tree_comparison (code);
3100      }
3101      (switch
3102       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3103       (if (code == GT_EXPR
3104            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3105        { constant_boolean_node (false, type); })
3106       (if (code == LE_EXPR)
3107        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3108        (if (! HONOR_NANS (@0))
3109         { constant_boolean_node (true, type); }
3110         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3111            an "invalid" exception.  */
3112         (if (!flag_trapping_math)
3113          (eq @0 @0))))
3114       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3115          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3116       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3117            || code == GE_EXPR)
3118        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3119         (if (neg)
3120          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3121          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3122       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3123       (if (code == LT_EXPR)
3124        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3125         (if (neg)
3126          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3127          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3128       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3129          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3130       (if (code == NE_EXPR)
3131        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3132         (if (! HONOR_NANS (@0))
3133          (if (neg)
3134           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3135           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3136          (if (neg)
3137           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3138           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3140  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3141     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3142     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3143     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3144  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3145   (for op (plus minus)
3146    (simplify
3147     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3148     (with
3149      {
3150        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3151                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3152      }
3153      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3154       (cmp @0 { tem; }))))))
3156  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3157     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3158     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3159     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3160  (if (flag_associative_math)
3161   (simplify
3162    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3163    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3164     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3165      (cmp { tem; } @1)))))
3167  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3168  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3169       && ! flag_errno_math)
3170   (for sq (SQRT)
3171    (simplify
3172     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3173     (switch
3174      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3175       (switch
3176        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3177        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3178         { constant_boolean_node (false, type); })
3179        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3180           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3181        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3182         { constant_boolean_node (true, type); })
3183        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3184        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3185      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3186       (switch
3187        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3188        (if (cmp == LT_EXPR)
3189         { constant_boolean_node (false, type); })
3190        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3191        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3192         { constant_boolean_node (true, type); })
3193        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3194        (if (cmp == LE_EXPR)
3195         (eq @0 @1))
3196        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3197           == or !=.  In the last case:
3199             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3201           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3202           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3203        (cmp @0 @1)))
3204      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3205       (with
3206        {
3207          REAL_VALUE_TYPE c2;
3208          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3209                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3210          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3211        }
3212        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3213         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3214         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3215          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3216          { constant_boolean_node (false, type); })
3217         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3218         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3219      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3220       (with
3221        {
3222          REAL_VALUE_TYPE c2;
3223          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3224                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3225          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3226        }
3227        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3228         (switch
3229          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3230             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3231          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3232           { constant_boolean_node (true, type); })
3233          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3234             don't care about NaNs.  */
3235          (if (! HONOR_NANS (@0))
3236           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3237          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3238             don't care about Infinities.  */
3239          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3240           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3241          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3242          (if (GENERIC)
3243           (truth_andif
3244            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3245            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3246         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3247         (if (! HONOR_NANS (@0))
3248          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3249          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3250          (if (GENERIC)
3251           (truth_andif
3252            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3253            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3254    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3255    (simplify
3256     (cmp (sq @0) (sq @1))
3257       (if (! HONOR_NANS (@0))
3258         (cmp @0 @1))))))
3260 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3261 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3262      icmp (le le eq ne ge ge)
3263  (simplify
3264   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3265    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3266         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3267     (with
3268      {
3269        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3270        signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3271        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3272        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3273        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3274           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3275           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3276           -fno-signaling-nans.  */
3277        bool exception_p
3278          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3279                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3280        /* INT?_MIN is power-of-two so it takes
3281           only one mantissa bit.  */
3282        bool signed_p = isign == SIGNED;
3283        bool itype_fits_ftype_p
3284          = TYPE_PRECISION (itype) - signed_p <= significand_size (fmt);
3285      }
3286      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3287         -fno-trapping-math.  */
3288      (if (itype_fits_ftype_p && ! exception_p)
3289       (with
3290        {
3291          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3292          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3293          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3295          REAL_VALUE_TYPE icst;
3296          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3297            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3298          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3299            real_floor (&icst, fmt, cst);
3300          else
3301            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3303          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3305          bool overflow_p = false;
3306          wide_int icst_val
3307            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3308        }
3309        (switch
3310         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3311         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3312          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3313                                   type); })
3314         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3315          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3316                                   type); })
3317         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3318         (if (cst_int_p)
3319          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3320                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3321         )
3322         /* When CST is fractional, optimize
3323             (FTYPE) N == CST -> 0
3324             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3325         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3326          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }) 
3327         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3328         (with
3329          {
3330            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3331          }
3332          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3334 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3335 (for cmp (eq ne)
3336  (simplify
3337   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3338   (if (!integer_zerop (@1))
3339    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3340     (cmp @0 @2)
3341     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3342      (with
3343       {
3344         bool ovf;
3345         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3346                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3347       }
3348       (if (ovf)
3349        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3350        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3351 (for cmp (lt le gt ge)
3352  (simplify
3353   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3354   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3355    (with
3356     {
3357       bool ovf;
3358       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3359                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3360     }
3361     (if (ovf)
3362      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3363                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3364                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3365      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3367 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3368 (simplify
3369  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3370  (if (types_match (@0, @1))
3371   (unordered @0 @1)))
3372 (simplify
3373  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3374  (if (types_match (@0, @1))
3375   (ordered @0 @1)))
3376 (simplify
3377  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3378  @2)
3379 (simplify
3380  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3381  @2)
3383 /* Simple range test simplifications.  */
3384 /* A < B || A >= B -> true.  */
3385 (for test1 (lt le le le ne ge)
3386      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3387  (simplify
3388   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3389   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3390        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3391    { constant_boolean_node (true, type); })))
3392 /* A < B && A >= B -> false.  */
3393 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3394      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3395  (simplify
3396   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3397   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3398        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3399    { constant_boolean_node (false, type); })))
3401 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3402    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3404    Note that comparisons
3405      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3406      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3407    will be canonicalized to above so there's no need to
3408    consider them here.
3409  */
3411 (for cmp (le gt)
3412      eqcmp (eq ne)
3413  (simplify
3414   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3415   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3416    (with
3417     {
3418      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3419      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3420      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3421      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3422      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3423     }
3424     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3425          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3426       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3427              { build_zero_cst (ty); }))))))
3429 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3430 (for cmp (tcc_comparison)
3431      scmp (swapped_tcc_comparison)
3432  (simplify
3433   (cmp (negate @0) (negate @1))
3434   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3435        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3436            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3437    (scmp @0 @1)))
3438  (simplify
3439   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3440   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3441        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3442            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3443    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3444     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3445      (scmp @0 { tem; }))))))
3447 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3448 (for op (eq ne)
3449  (simplify
3450   (op (abs @0) zerop@1)
3451   (op @0 @1)))
3453 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3454    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3455 (for cmp (simple_comparison)
3456  (simplify
3457   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3458   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3459        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3460           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3461        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3462             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
3463             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
3464        && single_use (@0))
3465    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3466         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3467             || @1 != @10)
3468         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3469             || cmp == NE_EXPR
3470             || cmp == EQ_EXPR)
3471         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3472     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3473        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3474        constant which fold_convert produces.  */
3475     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3476      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3477                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3478      (cmp @00 (convert @1)))
3480     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3481      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3482      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3483            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3484            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3485                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3486           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3487               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3488                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3489                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3490                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3491               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3492                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3493                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3494       (cmp @00 (convert @10))
3495       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3496            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3497            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3498        (with
3499         {
3500           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3501           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3502           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3503           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3504         }
3505         (if (above || below)
3506          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3507           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3508           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3509            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3510            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3511             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3513 (for cmp (eq ne)
3514  /* A local variable can never be pointed to by
3515     the default SSA name of an incoming parameter.
3516     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3517  (simplify
3518   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3519   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3520        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3521    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3522     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3523          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3524      (if (cmp == NE_EXPR)
3525       { constant_boolean_node (true, type); }
3526       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3528 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3529 (for cmp (eq ne)
3531  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3532     Similarly for NE_EXPR.  */
3533  (simplify
3534   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3535   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3536        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3537    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3539  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3540  (simplify
3541   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3542   (cmp @0 @1))
3544  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3545     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3546  (simplify
3547   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3548   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3550  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3551  (simplify
3552   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3553   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3554    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3556  (simplify
3557   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3558   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3559    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3561 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3562    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3563 (for cmp (eq ne)
3564      icmp (ne eq)
3565  (simplify
3566   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3567   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3569 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3570    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3571 (simplify
3572  (cond
3573   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3574   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
3575  (if (integer_pow2p (@2))
3576   (with {
3577      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3578                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3579    }
3580    (if (shift > 0)
3581     (bit_and
3582      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3583     (bit_and
3584      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
3585      @2)))))
3587 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3588    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3589 (for cmp (eq ne)
3590      ncmp (ge lt)
3591  (simplify
3592   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3593   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3594        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3595        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3596        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3597    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3598     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3600 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3601    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3602 (simplify
3603  (cond
3604   (lt @0 integer_zerop)
3605   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
3606  (if (integer_pow2p (@1)
3607       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3608   (with {
3609     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3610    }
3611    (if (shift >= 0)
3612     (bit_and
3613      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3614      @1)
3615     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3616        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3617     (bit_and (convert @0) @1)))))
3619 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3620    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3621    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3622    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3623 (for cmp (simple_comparison)
3624  (simplify
3625   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3626   (with
3627    {
3628      poly_int64 off0, off1;
3629      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3630      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3631      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3632        {
3633          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3634          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3635        }
3636      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3637        {
3638          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3639          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3640        }
3641    }
3642    (if (base0 && base1)
3643     (with
3644      {
3645        int equal = 2;
3646        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3647           the value expressions might point to fields/elements
3648           of other vars etc.  */
3649        if (GENERIC
3650            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3651                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3652          ;
3653        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3654                 && decl_in_symtab_p (base1))
3655          equal = symtab_node::get_create (base0)
3656                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3657        else if ((DECL_P (base0)
3658                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3659                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3660                 && (DECL_P (base1)
3661                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3662                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3663          equal = (base0 == base1);
3664      }
3665      (if (equal == 1
3666           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3667               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
3668               || known_eq (off0, off1)
3669               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3670                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
3671               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3672                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
3673       (switch
3674        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3675         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
3676        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3677         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
3678        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
3679         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
3680        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
3681         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
3682        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
3683         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
3684        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
3685         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
3686       (if (equal == 0
3687            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3688            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3689            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3690                || known_eq (off0, off1)))
3691        (switch
3692         (if (cmp == EQ_EXPR)
3693          { constant_boolean_node (false, type); })
3694         (if (cmp == NE_EXPR)
3695          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3697 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3698 (for neeq (ne eq)
3699  (simplify
3700   (neeq @0 @1)
3701   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3702        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3703    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
3705 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3706    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3707    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3708    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3709    canonicalizaion is not wanted.  */
3711 (for cmp (ne eq)
3712  (simplify
3713   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3714   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3715          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3716          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3717         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3718             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3719             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3720        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
3721    (cmp @0 (convert @1)))))
3723 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3724 (for cmp (lt gt le ge)
3725  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3726     the specified precision will have known values.  */
3727  (simplify
3728   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3729   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3730        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3731    (with
3732     {
3733       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3734       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3735       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3736       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3737       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3738     }
3739     (switch
3740      (if (wi::to_wide (@1) == max)
3741       (switch
3742        (if (cmp == GT_EXPR)
3743         { constant_boolean_node (false, type); })
3744        (if (cmp == GE_EXPR)
3745         (eq @2 @1))
3746        (if (cmp == LE_EXPR)
3747         { constant_boolean_node (true, type); })
3748        (if (cmp == LT_EXPR)
3749         (ne @2 @1))))
3750      (if (wi::to_wide (@1) == min)
3751       (switch
3752        (if (cmp == LT_EXPR)
3753         { constant_boolean_node (false, type); })
3754        (if (cmp == LE_EXPR)
3755         (eq @2 @1))
3756        (if (cmp == GE_EXPR)
3757         { constant_boolean_node (true, type); })
3758        (if (cmp == GT_EXPR)
3759         (ne @2 @1))))
3760      (if (wi::to_wide (@1) == max - 1)
3761       (switch
3762        (if (cmp == GT_EXPR)
3763         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))
3764        (if (cmp == LE_EXPR)
3765         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3766      (if (wi::to_wide (@1) == min + 1)
3767       (switch
3768        (if (cmp == GE_EXPR)
3769         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))
3770        (if (cmp == LT_EXPR)
3771         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3772      (if (wi::to_wide (@1) == signed_max
3773           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3774           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3775              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3776              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3777              max associated with this sign bit.  */
3778           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3779           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3780           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3781       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3782          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3783       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3784        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3785         (if (cmp == LE_EXPR)
3786          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3787          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3789 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3790  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3791  (simplify
3792   (cmp @0 REAL_CST@1)
3793   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3794        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3795    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3796                             ? false : true, type); })))
3798 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3799 (simplify
3800  (ne @0 integer_zerop)
3801  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3802       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3803   (non_lvalue @0)))
3804 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3805 (simplify
3806  (eq @0 integer_onep)
3807  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3808       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3809   (non_lvalue @0)))
3810 /* Do not handle
3811    bool_var == 0 becomes !bool_var or
3812    bool_var != 1 becomes !bool_var
3813    here because that only is good in assignment context as long
3814    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
3815    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
3816    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
3818 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
3819    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
3820    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
3821    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
3822 (for cmp (lt le ge gt)
3823      out (gt gt le le)
3824  (simplify
3825   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
3826   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3827        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3828        && wi::to_wide (@1) != 0
3829        && single_use (@2))
3830    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
3831     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3832                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
3833                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
3835 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
3836    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
3837    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
3838 (for cmp (gt le)
3839  (simplify
3840   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
3841   (if (single_use (@2)
3842        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3843        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3844        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3845    (cmp @1 @0))))
3847 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
3848 /* A - B > A  */
3849 (for cmp (gt le)
3850      out (ne eq)
3851  (simplify
3852   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
3853   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3854        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3855    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3856 /* A + B < A  */
3857 (for cmp (lt ge)
3858      out (ne eq)
3859  (simplify
3860   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
3861   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3862        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3863    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3865 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
3866    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
3867 (for cmp (lt ge)
3868      out (ne eq)
3869  (simplify
3870   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
3871   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3872    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
3873     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
3875 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
3876    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
3877    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
3878    section that follows this one.
3880    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
3881    the following:
3883    - the rule describes an identity
3885    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
3886      multiplication
3888    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
3889      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
3890      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
3891      when the operand has that value.)  */
3893 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3894  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
3895  (simplify
3896   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
3897   (if (!HONOR_SNANS (type))
3898    @0))
3900  (for op (plus minus)
3901   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
3902   (simplify
3903    (op (rdiv @0 @1)
3904        (rdiv @2 @1))
3905    (rdiv (op @0 @2) @1)))
3907  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
3908  (for root (SQRT CBRT)
3909   (simplify
3910    (mult (root:s @0) (root:s @1))
3911     (root (mult @0 @1))))
3913  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
3914  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3915   (simplify
3916    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
3917     (exps (plus @0 @1))))
3919  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
3920  (for root (SQRT CBRT)
3921   (simplify
3922    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
3923     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
3925  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
3926  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3927   (simplify
3928    (rdiv @0 (exps:s @1))
3929     (mult @0 (exps (negate @1)))))
3931  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
3932       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3933   /* logN(expN(x)) -> x.  */
3934   (simplify
3935    (logs (exps @0))
3936    @0)
3937   /* expN(logN(x)) -> x.  */
3938   (simplify
3939    (exps (logs @0))
3940    @0))
3942  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
3943     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
3944     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
3945  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
3946       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
3947   (simplify
3948    (logs (exps @0))
3949    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3950     (with {
3951       tree x;
3952       switch (exps)
3953         {
3954         CASE_CFN_EXP:
3955           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
3956           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
3957           break;
3958         CASE_CFN_EXP2:
3959           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
3960           x = build_real (type, dconst2);
3961           break;
3962         CASE_CFN_EXP10:
3963         CASE_CFN_POW10:
3964           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
3965           {
3966             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
3967             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
3968             x = build_real (type, dconst10);
3969           }
3970           break;
3971         default:
3972           gcc_unreachable ();
3973         }
3974       }
3975      (mult (logs { x; }) @0)))))
3977  (for logs (LOG LOG
3978             LOG2 LOG2
3979             LOG10 LOG10)
3980       exps (SQRT CBRT)
3981   (simplify
3982    (logs (exps @0))
3983    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3984     (with {
3985       tree x;
3986       switch (exps)
3987         {
3988         CASE_CFN_SQRT:
3989           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
3990           x = build_real (type, dconsthalf);
3991           break;
3992         CASE_CFN_CBRT:
3993           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
3994           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
3995           break;
3996         default:
3997           gcc_unreachable ();
3998         }
3999       }
4000      (mult { x; } (logs @0))))))
4002  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4003  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4004       pows (POW)
4005   (simplify
4006    (logs (pows @0 @1))
4007    (mult @1 (logs @0))))
4009  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4010     or if C is a positive power of 2,
4011     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4012 #if GIMPLE
4013  (for pows (POW)
4014       exps (EXP)
4015       logs (LOG)
4016       exp2s (EXP2)
4017       log2s (LOG2)
4018   (simplify
4019    (pows REAL_CST@0 @1)
4020    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4021         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4022         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4023            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
4024            beneficial for all constants to postpone this until later,
4025            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
4026            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
4027            pessimization.  */
4028         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4029     (with {
4030        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
4031        bool use_exp2 = false;
4032        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
4033            && value->cl == rvc_normal)
4034          {
4035            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
4036            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
4037            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
4038              use_exp2 = true;
4039          }
4040      }
4041      (if (!use_exp2)
4042       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
4043        (exps (mult (logs @0) @1)))
4044       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
4045 #endif
4047  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
4048  (for pows (POW)
4049       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4050       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4051   (simplify
4052    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
4053    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4054         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4055     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
4057  (for sqrts (SQRT)
4058       cbrts (CBRT)
4059       pows (POW)
4060       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4061   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4062   (simplify
4063    (sqrts (exps @0))
4064    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4065   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4066   (simplify
4067    (cbrts (exps @0))
4068    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4069   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4070   (simplify
4071    (pows (exps @0) @1)
4072    (exps (mult @0 @1))))
4074  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4075  (for tans (TAN)
4076       atans (ATAN)
4077   (simplify
4078    (tans (atans @0))
4079    @0)))
4081 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4082 (simplify
4083  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4084  (abs @0))
4086 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4087 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4088  (simplify
4089   (fns (fns @0))
4090   (fns @0)))
4091 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4092 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4093  (simplify
4094   (fns integer_valued_real_p@0)
4095   @0))
4097 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4098 (simplify
4099  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4100  (abs @0))
4102 /* pow(1,x) -> 1.  */
4103 (simplify
4104  (POW real_onep@0 @1)
4105  @0)
4107 (simplify
4108  /* copysign(x,x) -> x.  */
4109  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4110  @0)
4112 (simplify
4113  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4114  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4115  (abs @0))
4117 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4118  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4119  (simplify
4120   (scale real_zerop@0 @1)
4121   @0)
4122  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4123  (simplify
4124   (scale @0 integer_zerop@1)
4125   @0)
4126  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4127  (simplify
4128   (scale REAL_CST@0 @1)
4129   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4130    @0)))
4132 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4133    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4135    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4136    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4137    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4138    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4140 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4141  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4142  (simplify
4143   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4144    (SIN @0))
4146  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4147  (simplify
4148   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4149   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4150    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4152  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4153  (simplify
4154   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4155    (TAN @0))
4157  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4158  (simplify
4159   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4160    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4162  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4163  (simplify
4164   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4165   (if (! HONOR_NANS (@0)
4166        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4167    (COS @0)))
4169  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4170  (simplify
4171   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4172   (if (! HONOR_NANS (@0)
4173        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4174    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4176  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4177  (simplify
4178   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4179    (POW @0 (plus @1 @2)))
4181  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4182  (simplify
4183   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4184    (POW (mult @0 @2) @1))
4186  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4187  (simplify
4188   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4189    (POWI (mult @0 @2) @1))
4191  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4192  (simplify
4193   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4194   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4195    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4197  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4198  (simplify
4199   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4200    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4202  (for sqrts (SQRT)
4203       cbrts (CBRT)
4204       pows (POW)
4205   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4206   (simplify
4207    (sqrts (sqrts @0))
4208    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4209   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4210   (simplify
4211    (sqrts (cbrts @0))
4212    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4213   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4214   (simplify
4215    (cbrts (sqrts @0))
4216    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4217   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4218   (simplify
4219    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4220    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4221   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4222   (simplify
4223    (sqrts (pows @0 @1))
4224    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4225   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4226   (simplify
4227    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4228    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4229   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4230   (simplify
4231    (pows (sqrts @0) @1)
4232    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4233   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4234   (simplify
4235    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4236    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4237   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4238   (simplify
4239    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4240    (pows @0 (mult @1 @2))))
4242  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4243  (simplify
4244   (CABS (complex @0 @0))
4245   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4247  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4248  (simplify
4249   (HYPOT @0 @0)
4250   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4252  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4253  (for cexps (CEXP)
4254       exps (EXP)
4255       cexpis (CEXPI)
4256   (simplify
4257    (cexps compositional_complex@0)
4258    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4259     (complex
4260      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4261      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4263 (if (canonicalize_math_p ())
4264  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4265  (for floors (FLOOR_ALL)
4266       truncs (TRUNC_ALL)
4267   (simplify
4268    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4269    (truncs @0))))
4271 (match double_value_p
4272  @0
4273  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4274 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4275             BUILT_IN_FLOORL
4276             BUILT_IN_CEILL
4277             BUILT_IN_ROUNDL
4278             BUILT_IN_NEARBYINTL
4279             BUILT_IN_RINTL)
4280      tos (BUILT_IN_TRUNC
4281           BUILT_IN_FLOOR
4282           BUILT_IN_CEIL
4283           BUILT_IN_ROUND
4284           BUILT_IN_NEARBYINT
4285           BUILT_IN_RINT)
4286  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4287  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4288   (simplify
4289    (froms (convert double_value_p@0))
4290    (convert (tos @0)))))
4292 (match float_value_p
4293  @0
4294  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4295 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4296             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4297             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4298             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4299             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4300             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4301      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4302           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4303           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4304           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4305           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4306           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4307  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4308     if x is a float.  */
4309  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4310       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4311   (simplify
4312    (froms (convert float_value_p@0))
4313    (convert (tos @0)))))
4315 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4316      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4317  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4318  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4319   (simplify
4320    (froms (convert double_value_p@0))
4321    (tos @0))))
4323 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4324             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4325      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4326  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4327     if x is a float.  */
4328  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4329   (simplify
4330    (froms (convert float_value_p@0))
4331    (tos @0))))
4333 (if (canonicalize_math_p ())
4334  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4335  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4336   (simplify
4337    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4338    (fix_trunc @0))))
4340 (if (canonicalize_math_p ())
4341  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4342  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4343            ICEIL LCEIL LLCEIL
4344            IROUND LROUND LLROUND)
4345   (simplify
4346    (fns integer_valued_real_p@0)
4347    (fix_trunc @0)))
4348  (if (!flag_errno_math)
4349   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4350   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4351    (simplify
4352     (rints integer_valued_real_p@0)
4353     (fix_trunc @0)))))
4355 (if (canonicalize_math_p ())
4356  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4357       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4358       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4359   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4360      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4361   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4362        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4363    (simplify
4364     (ifn @0)
4365     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4366   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4367      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4368   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4369        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4370    (simplify
4371     (llfn @0)
4372     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4374 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4375 (simplify
4376  (CPROJ @0)
4377  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4378    @0))
4380 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4381    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4382 (simplify
4383  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4384  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4385   { build_complex_inf (type, false); }))
4387 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4388 (simplify
4389  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4390  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4391   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4393 (for pows (POW)
4394      sqrts (SQRT)
4395      cbrts (CBRT)
4396  (simplify
4397   (pows @0 REAL_CST@1)
4398   (with {
4399     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4400     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4401    }
4402    (switch
4403     /* pow(x,0) -> 1.  */
4404     (if (real_equal (value, &dconst0))
4405      { build_real (type, dconst1); })
4406     /* pow(x,1) -> x.  */
4407     (if (real_equal (value, &dconst1))
4408      @0)
4409     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4410     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4411      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4412     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4413     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4414          && canonicalize_math_p ()
4415          && real_equal (value, &dconsthalf))
4416      (sqrts @0))
4417     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4418     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4419          && canonicalize_math_p ()
4420          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4421              real_equal (value, &tmp)))
4422      (cbrts @0))))))
4424 /* powi(1,x) -> 1.  */
4425 (simplify
4426  (POWI real_onep@0 @1)
4427  @0)
4429 (simplify
4430  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4431  (switch
4432   /* powi(x,0) -> 1.  */
4433   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4434    { build_real (type, dconst1); })
4435   /* powi(x,1) -> x.  */
4436   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4437    @0)
4438   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4439   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4440    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4442 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
4444    These are conceptually similar to the transformations performed for
4445    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4446    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4448 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4449    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4450    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4451    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4452    operation and convert the result to the desired type.  */
4453 (for op (plus minus)
4454   (simplify
4455     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4456     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4457          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4458             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4459          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4460          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4461          /* The precision of the type of each operand must match the
4462             precision of the mode of each operand, similarly for the
4463             result.  */
4464          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4465          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4466          && type_has_mode_precision_p (type)
4467          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4468          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4469          && types_match (@0, type)
4470          && (types_match (@0, @1)
4471              /* Or the second operand is const integer or converted const
4472                 integer from valueize.  */
4473              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4474       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4475         (op @0 (convert @1))
4476         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4477          (convert (op (convert:utype @0)
4478                       (convert:utype @1))))))))
4480 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4481    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4482    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4483    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4484    arithmetic operation.  */
4485 (for op (minus plus)
4486  (simplify
4487   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4488   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4489        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4490           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4491        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4492        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4493        /* The precision of the type of each operand must match the
4494           precision of the mode of each operand, similarly for the
4495           result.  */
4496        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4497        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4498        && type_has_mode_precision_p (type)
4499        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4500        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4501        && types_match (@0, @1)
4502        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4503            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4504        && (wi::to_wide (@4)
4505            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4506                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
4507    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4508     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4509      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4510     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4511      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4512                (convert:utype @4))))))))
4514 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
4515    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4516 (for op (lt le gt ge)
4517      ext (min min max max)
4518  (simplify
4519   (bit_and (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4520   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4521        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4522    (op @0 (ext @1 @2)))))
4524 (simplify
4525  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4526  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4527  { integer_zero_node; })
4529 (simplify
4530  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4531  (SIGNBIT @0)
4532  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4533   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4535 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4536 (for cmp (eq ne)
4537  (for op (plus minus)
4538       rop (minus plus)
4539   (simplify
4540    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4541    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4542         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4543         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4544         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4545     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4546      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4547           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4548       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4549       (if (single_use (@3))
4550        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
4551                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
4552 (for cmp (lt le gt ge)
4553  (for op (plus minus)
4554       rop (minus plus)
4555   (simplify
4556    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4557    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4558         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4559     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4560      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4561       {
4562         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4563                                 "when simplifying conditional to constant"),
4564                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4565         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4566         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4567         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
4568                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4569                         != (op == MINUS_EXPR);
4570         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4571       }
4572       (if (single_use (@3))
4573        (with
4574         {
4575           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4576                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4577                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4578                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4579         }
4580         (cmp @0 { res; })))))))))
4582 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4584 (simplify
4585  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4586  (switch
4587   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4588        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4589    (switch
4590     (if (integer_zerop (@2))
4591      (view_convert (realpart @0)))
4592     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4593      (view_convert (imagpart @0)))))
4594   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4595        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4596        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4597        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4598        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4599        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4600             && integer_zerop (@2))
4601            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4602               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4603            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4604                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4605                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4606                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4607                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4608                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4609                                             - TYPE_PRECISION (type))
4610                                          : 0)) == 0)))
4611    (convert @0))))
4613 /* Simplify vector extracts.  */
4615 (simplify
4616  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4617  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4618       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4619           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4620               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4621   (with
4622    {
4623      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4624                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4625      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4626      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4627      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4628      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4629    }
4630    (if (n != 0
4631         && (idx % width) == 0
4632         && (n % width) == 0
4633         && known_le ((idx + n) / width,
4634                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
4635     (with
4636      {
4637        idx = idx / width;
4638        n = n / width;
4639        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4640        poly_uint64 k = 1;
4641        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4642          {
4643            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4644            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4645              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4646          }
4647        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
4648      }
4649      (switch
4650       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4651       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
4652        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4653         { build_constructor (type, NULL); }
4654         (if (count == 1)
4655          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4656           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
4657           { build_zero_cst (type); })
4658          {
4659            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4660            vec_alloc (vals, count);
4661            for (unsigned i = 0;
4662                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4663              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4664                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
4665            build_constructor (type, vals);
4666          })))
4667       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4668       (if (k.is_constant (&const_k)
4669            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
4670        (switch
4671         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
4672          { build_zero_cst (type); })
4673         (if (n == const_k)
4674          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
4675         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
4676                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
4678 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4679    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4680    not touching the extraction.  */
4681 (simplify
4682  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4683  (with
4684   {
4685     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4686     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4687       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4688     else
4689       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4690   }
4691   (switch
4692    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
4693         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
4694                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4695     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4696                                                  wi::to_wide (@rpos)
4697                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
4698    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
4699                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
4700         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
4701                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4702     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))