testsuite: simplify target requirements for various Power9 testcases.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
bloba7032dcae29b6f9e604b1e67f30208150b0e347f
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) 2014-2020 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p)
42 /* Operator lists.  */
43 (define_operator_list tcc_comparison
44   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
45 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
46   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
48   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
50   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
51 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
52 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
54 #include "cfn-operators.pd"
56 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
57    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
58    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
60    Also define operand lists:
62      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
63      X<FN> for all double functions, in the same order
64      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
65 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
66   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
67                                  BUILT_IN_L##FN##F \
68                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
69   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
70                               BUILT_IN_L##FN \
71                               BUILT_IN_LL##FN) \
72   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
73                                  BUILT_IN_L##FN##L \
74                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
77 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
81 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
82 (define_operator_list UNCOND_BINARY
83   plus minus
84   mult trunc_div trunc_mod rdiv
85   min max
86   bit_and bit_ior bit_xor
87   lshift rshift)
88 (define_operator_list COND_BINARY
89   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
90   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
91   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
92   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
93   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
95 /* Same for ternary operations.  */
96 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
97   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
98 (define_operator_list COND_TERNARY
99   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
101 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
102    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
103 (match (nop_convert @0)
104  (convert @0)
105  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
106 (match (nop_convert @0)
107  (view_convert @0)
108  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
109       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
110                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
111       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
113 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
114    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
115    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
116 (simplify (abs (convert @0))
117  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
118       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
119       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
120   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
121    (convert (absu:utype @0)))))
123 #if GIMPLE
124 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
125 (simplify
126  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
127  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
128       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
129       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
130   (abs @0)))
131 #endif
133 /* Simplifications of operations with one constant operand and
134    simplifications to constants or single values.  */
136 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
137   (simplify
138     (op @0 integer_zerop)
139     (non_lvalue @0)))
141 /* 0 +p index -> (type)index */
142 (simplify
143  (pointer_plus integer_zerop @1)
144  (non_lvalue (convert @1)))
146 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
147 (simplify
148  (pointer_diff @0 integer_zerop)
149  (convert @0))
151 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
152    Likewise if the operands are reversed.  */
153 (simplify
154  (plus:c @0 real_zerop@1)
155  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
156   (non_lvalue @0)))
158 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
159 (simplify
160  (minus @0 real_zerop@1)
161  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
162   (non_lvalue @0)))
164 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
165    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
166    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
167    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
168    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
169    would not raise it.   */
170 (for inner_op (plus minus)
171  (for outer_op (plus minus)
172   (simplify
173    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
174     (if (real_zerop (@1)
175          && real_zerop (@2)
176          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
177      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
178                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
179              bool outer_plus
180                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
181                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
182       (if (outer_plus && !inner_plus)
183        (outer_op @0 @2)
184        @3))))))
186 /* Simplify x - x.
187    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
188    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
189    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
190    is volatile.  */
191 (simplify
192  (minus @0 @0)
193  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
194   { build_zero_cst (type); }))
195 (simplify
196  (pointer_diff @@0 @0)
197  { build_zero_cst (type); })
199 (simplify
200  (mult @0 integer_zerop@1)
201  @1)
203 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
204    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
205    same in modes with signed zeros, since multiplying a
206    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
207 (simplify
208  (mult @0 real_zerop@1)
209  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
210   @1))
212 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
213    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
214 (simplify
215  (mult @0 real_onep)
216  (if (!HONOR_SNANS (type)
217       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
218           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
219   (non_lvalue @0)))
221 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
222 (simplify
223  (mult @0 real_minus_onep)
224   (if (!HONOR_SNANS (type)
225        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
226            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
227    (negate @0)))
229 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
230 (simplify
231  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
232   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
233        && get_nonzero_bits (@1) == 1
234        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
235    (bit_and @1 @2)))
237 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
238    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
239 (simplify
240  (mult @0 VECTOR_CST@1)
241  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
242       && !HONOR_SNANS (type)
243       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
244   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
245    (if (itype
246         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
247             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
248                 && optab_handler (and_optab,
249                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
250     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
251                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
253 (for cmp (gt ge lt le)
254      outp (convert convert negate negate)
255      outn (negate negate convert convert)
256  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
257  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
258  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
259  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
260  (simplify
261   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
262   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
263        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
264    (switch
265     (if (types_match (type, float_type_node))
266      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
267     (if (types_match (type, double_type_node))
268      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
269     (if (types_match (type, long_double_type_node))
270      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
271  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
272  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
273  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
274  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
275  (simplify
276   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
277   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
278        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
279    (switch
280     (if (types_match (type, float_type_node))
281      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
282     (if (types_match (type, double_type_node))
283      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
284     (if (types_match (type, long_double_type_node))
285      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
287 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
288 (simplify
289  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
290  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
291   (abs @0)))
293 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
294 (simplify
295  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
296  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
297   (negate (abs @0))))
299 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
300 (simplify
301  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
302  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
303   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
305 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
306 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
307   (simplify
308     (op @0 integer_onep)
309     (non_lvalue @0)))
311 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
312    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
313    toward zero.
314    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
315    Also also widening conversions, like:
316    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
317    or
318    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
319    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
320    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
321    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
322    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
323 (simplify
324  (trunc_div @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
325  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
326       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
327           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
328           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
329       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
330           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
331               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
332                   || (element_precision (type)
333                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
334                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
335                       && (tree_nonzero_bits (@0)
336                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
337                                       true,
338                                       element_precision (type))) == 0)))))
339   (rshift @0 @2)))
341 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
342    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
343    traps enables better optimizations than these anyway.  */
344 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
345  /* 0 / X is always zero.  */
346  (simplify
347   (div integer_zerop@0 @1)
348   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
349   (if (!integer_zerop (@1))
350    @0))
351   /* X / -1 is -X.  */
352  (simplify
353    (div @0 integer_minus_onep@1)
354    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
355     (negate @0)))
356  /* X / X is one.  */
357  (simplify
358   (div @0 @0)
359   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
360      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
361   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
362    { build_one_cst (type); }))
363  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
364  (simplify
365    (div:C @0 (abs @0))
366    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
367         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
368     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
369           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
370  /* X / -X is -1.  */
371  (simplify
372    (div:C @0 (negate @0))
373    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
374         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
375     { build_minus_one_cst (type); })))
377 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
378    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
379 (simplify
380  (floor_div @0 @1)
381  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
382       && TYPE_UNSIGNED (type))
383   (trunc_div @0 @1)))
385 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
386    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
387 (for div (trunc_div exact_div)
388  (simplify
389   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
390   (with {
391     wi::overflow_type overflow;
392     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
393                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
394    }
395    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
396         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
397     (if (!overflow)
398      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
399      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
400           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
401       { build_zero_cst (type); }))))))
403 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
404    overflow is different.  */
405 (simplify
406  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
407  (with {
408    wi::overflow_type overflow;
409    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
410                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
411   }
412   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
413      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
414   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
415    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
417 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
418    NaNs or Infinities.  */
419 (simplify
420  (rdiv @0 @0)
421  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
422       && ! HONOR_NANS (type)
423       && ! HONOR_INFINITIES (type))
424   { build_one_cst (type); }))
426 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
427    NaNs or Infinities.  */
428 (simplify
429  (rdiv:C @0 (negate @0))
430  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
431       && ! HONOR_NANS (type)
432       && ! HONOR_INFINITIES (type))
433   { build_minus_one_cst (type); }))
435 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
436 (simplify
437  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
438   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
439        && ! HONOR_NANS (type)
440        && ! HONOR_INFINITIES (type))
441    (switch
442     (if (types_match (type, float_type_node))
443      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
444     (if (types_match (type, double_type_node))
445      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
446     (if (types_match (type, long_double_type_node))
447      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
449 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
450 (simplify
451  (rdiv @0 real_onep)
452  (if (!HONOR_SNANS (type))
453   (non_lvalue @0)))
455 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
456 (simplify
457  (rdiv @0 real_minus_onep)
458  (if (!HONOR_SNANS (type))
459   (negate @0)))
461 (if (flag_reciprocal_math)
462  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
463  (simplify
464   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
465   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
467  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
468  (simplify
469   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
470   (with
471    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
472    (if (tem)
473     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
475  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
476  (simplify
477   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
478    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
480 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
481 (simplify
482  (rdiv @0 (negate @1))
483  (rdiv (negate @0) @1))
485 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
486  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
487     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
488  (for op (lt le gt ge)
489       neg_op (gt ge lt le)
490   (simplify
491    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
492    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
493     (switch
494      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
495       (op @1 @2))
496      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
497      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
498       (neg_op @1 @2)))))))
500 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
501 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
502  (simplify
503   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
504   (if (integer_pow2p (@2)
505        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
506        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
507        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
508    (rshift (convert @0)
509            { build_int_cst (integer_type_node,
510                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
512 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
513    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
514    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
515    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
516    tell if it is or not in a portable manner.  */
517 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
518  (simplify
519   (rdiv @0 cst@1)
520   (if (optimize)
521    (if (flag_reciprocal_math
522         && !real_zerop (@1))
523     (with
524      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
525      (if (tem)
526       (mult @0 { tem; } )))
527     (if (cst != COMPLEX_CST)
528      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
529       (if (inverse)
530        (mult @0 { inverse; } ))))))))
532 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
533  /* 0 % X is always zero.  */
534  (simplify
535   (mod integer_zerop@0 @1)
536   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
537   (if (!integer_zerop (@1))
538    @0))
539  /* X % 1 is always zero.  */
540  (simplify
541   (mod @0 integer_onep)
542   { build_zero_cst (type); })
543  /* X % -1 is zero.  */
544  (simplify
545   (mod @0 integer_minus_onep@1)
546   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
547    { build_zero_cst (type); }))
548  /* X % X is zero.  */
549  (simplify
550   (mod @0 @0)
551   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
552   (if (!integer_zerop (@0))
553    { build_zero_cst (type); }))
554  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
555  (simplify
556   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
557   @2)
558  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
559  (simplify
560   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
561   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
562        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
563        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
564                              TYPE_SIGN (type)))
565    { build_zero_cst (type); }))
566  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
567     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
568  (for cmp (eq ne)
569   (simplify
570    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
571    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
572     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
573      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
575 /* X % -C is the same as X % C.  */
576 (simplify
577  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
578   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
579        && !TREE_OVERFLOW (@1)
580        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
581        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
582        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
583        && !sign_bit_p (@1, @1))
584    (trunc_mod @0 (negate @1))))
586 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
587 (simplify
588  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
589  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
590       && !TYPE_UNSIGNED (type)
591       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
592       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
593       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
594          Y might be -1, because we would then change valid
595          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
596       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
597           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
598                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
599   (trunc_mod @0 (convert @1))))
601 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
602 (simplify
603  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
604  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
605   (convert (trunc_mod @0 @1))))
607 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
608    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
609    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
610    to A & ((C << N) - 1).  */
611 (match (power_of_two_cand @1)
612  INTEGER_CST@1)
613 (match (power_of_two_cand @1)
614  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
615 (for mod (trunc_mod floor_mod)
616  (simplify
617   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
618   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
619         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
620         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
621         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
622    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
624 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
625 (simplify
626  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
627  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
628   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
629                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
630                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
631                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
633 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
634 (simplify
635  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
636  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
637   (bit_and @0 (negate @1))))
639 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
640 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
641  (simplify
642   (div (mult:c @0 @1) @1)
643   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
644        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
645    @0)))
647 (for op (negate abs)
648  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
649  (for coss (COS COSH)
650   (simplify
651    (coss (op @0))
652     (coss @0)))
653  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
654  (for pows (POW)
655   (simplify
656    (pows (op @0) REAL_CST@1)
657    (with { HOST_WIDE_INT n; }
658     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
659      (pows @0 @1)))))
660  /* Likewise for powi.  */
661  (for pows (POWI)
662   (simplify
663    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
664    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
665     (pows @0 @1))))
666  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
667  (for hypots (HYPOT)
668   (simplify
669    (hypots (op @0) @1)
670    (hypots @0 @1))
671   (simplify
672    (hypots @0 (op @1))
673    (hypots @0 @1)))
674  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
675  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
676   (simplify
677    (copysigns (op @0) @1)
678    (copysigns @0 @1))))
680 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
681 (simplify
682  (mult (abs@1 @0) @1)
683  (mult @0 @0))
685 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
686 (simplify
687  (mult (absu@1 @0) @1)
688  (mult (convert@2 @0) @2))
690 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
691 (for coss (COS COSH)
692      copysigns (COPYSIGN)
693  (simplify
694   (coss (copysigns @0 @1))
695    (coss @0)))
697 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
698 (for pows (POW)
699      copysigns (COPYSIGN)
700  (simplify
701   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
702   (with { HOST_WIDE_INT n; }
703    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
704     (pows @0 @1)))))
705 /* Likewise for powi.  */
706 (for pows (POWI)
707      copysigns (COPYSIGN)
708  (simplify
709   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
710   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
711    (pows @0 @1))))
713 (for hypots (HYPOT)
714      copysigns (COPYSIGN)
715  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
716  (simplify
717   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
718   (hypots @0 @2))
719  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
720  (simplify
721   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
722   (hypots @0 @1)))
724 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
725 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
726  (simplify
727   (copysigns @0 REAL_CST@1)
728   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
729    (negate (abs @0))
730    (abs @0))))
732 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
733 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
734  (simplify
735   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
736   (copysigns @0 @2)))
738 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
739 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
740  (simplify
741   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
742   (mult @0 @0)))
744 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
745 (for ccoss (CCOS CCOSH)
746  (simplify
747   (ccoss (negate @0))
748    (ccoss @0)))
750 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
751 (for ops (conj negate)
752  (for cabss (CABS)
753   (simplify
754    (cabss (ops @0))
755    (cabss @0))))
757 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
758 (simplify
759  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
760   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
761        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
762    (lshift @0 @2)))
764 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
765    into ((1 << C) >> x). */
766 (simplify
767  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
768   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
769        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
770        && single_use (@1))
771    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
772      (rshift (lshift @0 @2) @3)
773    (with
774     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
775     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
777 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
778 (simplify
779  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
780   (if (flag_associative_math
781        && single_use (@3))
782    (with
783     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
784     (if (tem)
785      (rdiv { tem; } @1)))))
787 /* Simplify ~X & X as zero.  */
788 (simplify
789  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
790   { build_zero_cst (type); })
792 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
793 (simplify
794   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
795   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
796     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
798 (for bitop (bit_and bit_ior)
799      cmp (eq ne)
800  /* PR35691: Transform
801     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
802     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
803  (simplify
804   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
805    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
806         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
807         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
808     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
809  /* Transform:
810     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
811     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
812  (simplify
813   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
814    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
815         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
816         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
817     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
819 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
820 (simplify
821  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
822   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
823 (simplify
824  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
825  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
826   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
828 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
829 (simplify
830  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
831   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
833 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
834 (for op (bit_ior bit_xor plus)
835  (simplify
836   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
837    (bit_xor @0 @1))
838  (simplify
839   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
840   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
841    (bit_xor @0 @1))))
843 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
844 (simplify
845   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
846   (bit_ior @0 @1))
848 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
849 (simplify
850  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
851  @2)
853 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
854 (simplify
855  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
856  (bit_not (bit_and @0 @1)))
858 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
859 (simplify
860  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
861  (bit_ior @0 @1))
863 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
864 (simplify
865  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
866  (bit_and @0 @1))
868 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
869 (simplify
870  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
871  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
873 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
874 (for op (bit_and bit_xor)
875  (simplify
876   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
877   @2))
879 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
880 (simplify
881  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
882  @2)
884 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
885 (simplify
886  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
887  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
889 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
890 (simplify
891  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
892  (bit_and @0 (bit_not @1)))
894 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
895 #if GIMPLE
896 (simplify
897  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
898  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
899       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
900   (bit_xor @0 @1)))
901 #endif
903 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
904    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
905    Similarly if (N & M) == 0,
906    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
907    and for - instead of + (or unary - instead of +)
908    and/or ^ instead of |.
909    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
910 (for op (plus minus)
911  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
912   (simplify
913    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
914     (with
915      { tree pmop[2];
916        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
917                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
918                                        NULL_TREE, pmop); }
919      (if (utype)
920       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
921                             (convert:utype { pmop[1]; }))
922                         (convert:utype @2))))))
923   (simplify
924    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
925     (with
926      { tree pmop[2];
927        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
928                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
929                                        @4, pmop); }
930      (if (utype)
931       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
932                             (convert:utype { pmop[1]; }))
933                         (convert:utype @2)))))))
934  (simplify
935   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
936    (with
937     { tree pmop[2];
938       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
939                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
940                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
941     (if (utype)
942      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
943                            (convert:utype { pmop[1]; }))
944                        (convert:utype @2)))))))
945 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
946  (simplify
947   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
948    (with
949     { tree pmop[2];
950       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
951                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
952                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
953     (if (utype)
954      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
955                        (convert:utype @1)))))))
957 /* X % Y is smaller than Y.  */
958 (for cmp (lt ge)
959  (simplify
960   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
961   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
962    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
963 (for cmp (gt le)
964  (simplify
965   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
966   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
967    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
969 /* x | ~0 -> ~0  */
970 (simplify
971  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
972  @1)
974 /* x | 0 -> x  */
975 (simplify
976  (bit_ior @0 integer_zerop)
977  @0)
979 /* x & 0 -> 0  */
980 (simplify
981  (bit_and @0 integer_zerop@1)
982  @1)
984 /* ~x | x -> -1 */
985 /* ~x ^ x -> -1 */
986 /* ~x + x -> -1 */
987 (for op (bit_ior bit_xor plus)
988  (simplify
989   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
990   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
992 /* x ^ x -> 0 */
993 (simplify
994   (bit_xor @0 @0)
995   { build_zero_cst (type); })
997 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
998 (simplify
999   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1000   (bit_not @0))
1002 /* x & ~0 -> x  */
1003 (simplify
1004  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1005   (non_lvalue @0))
1007 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1008 (for bitop (bit_and bit_ior)
1009  (simplify
1010   (bitop @0 @0)
1011   (non_lvalue @0)))
1013 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1014 #if GIMPLE
1015 (simplify
1016  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1017  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1018       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1019   @0))
1020 #endif
1022 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1023 (simplify
1024  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1025  (plus @0 @1))
1026 (simplify
1027  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1028  (minus @0 @1))
1030 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1031 (simplify
1032  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1033  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1035 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1036 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1037 (for bitop (bit_and bit_ior)
1038  (simplify
1039   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1040   (bitop @0 (bit_not @1))))
1042 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1043 (simplify
1044  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1045  @2)
1047 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1048 (simplify
1049  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1050  (bit_not @0))
1052 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1053 (simplify
1054  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1055  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1057 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1058 (simplify
1059  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1060  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1062 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1063 (simplify
1064  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1065  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1067 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1068 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1069 (for bitop (bit_and bit_ior)
1070      rbitop (bit_ior bit_and)
1071  (simplify
1072   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1073   (bitop @1 @2)))
1075 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1076 (simplify
1077  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1078  (bit_xor @0 @1))
1080 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1081 (simplify
1082  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1083  (bit_and @0 @1))
1085 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1086 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1087 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1088 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1089  (simplify
1090   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1091   (bit_ior @0 @1)))
1093 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1094 (simplify
1095  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1096  (plus @0 @1))
1098 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1099 (simplify
1100  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1101  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1102       && !TYPE_SATURATING (type))
1103   (bit_and @0 @1)))
1105 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1106 (simplify
1107  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1108  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1109       && !TYPE_SATURATING (type))
1110   (bit_ior @0 @1)))
1112 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1113 (simplify
1114  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1115  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1117 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1118 (simplify
1119  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1120  (bit_and @0 @1))
1122 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1123 (simplify
1124  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1125  (bit_xor @0 @1))
1127 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1128 (simplify
1129  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1130  (bit_xor @0 @1))
1132 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1133 (simplify
1134  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1135  (bit_and @0 @1))
1137 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1138 (simplify
1139  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1140  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1142 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1143 (simplify
1144  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1145  (bit_xor @0 @1))
1147 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1148 (simplify
1149  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1150                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1151        integer_all_onesp)
1152  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1153       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1154       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1155       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1156  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1157 (simplify
1158  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1159                                integer_all_onesp))
1160        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1161  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1162       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1163       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1164       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1165  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1166 (simplify
1167  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1168        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1169                                integer_onep)))
1170  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1171       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1172       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1173       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1174  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1176 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1177    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1178 (for op (bit_and bit_ior)
1179      rop (bit_ior bit_and)
1180  (simplify
1181   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1182   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1183        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1184    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1186 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1187    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1188    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1189    simplifications.  */
1190 (for op (bit_xor plus)
1191  (simplify
1192   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1193       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1194   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1195        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1196        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1197    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1199 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1200 (simplify
1201  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1202  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1203   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1205 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1206 (simplify
1207  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1208  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1209       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1210   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1212 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1213 (simplify
1214  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1215  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1216   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1218 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1219 (for opo (bit_and bit_xor)
1220      opi (bit_xor bit_and)
1221  (simplify
1222   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1223   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1225 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1226    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1227    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1228    constants are involved.  For example, convert
1229      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1230    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1231 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1232      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1233  (simplify
1234   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1235   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1236        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1237    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1239 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1240 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1241    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1242 (for op (bit_and bit_ior)
1243  (simplify
1244   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1245   @2))
1246 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1247 (simplify
1248  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1249  (convert @0))
1250 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1251    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1252 (for op (bit_and bit_ior)
1253  (simplify
1254   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1255   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1256        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1257    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1258     (op @3 (convert @2))
1259     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1260      (op (convert @1) @5))))))
1261 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1262 (simplify
1263  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1264  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1265       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1266   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1268 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1269    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1270 (simplify
1271  (abs (abs@1 @0))
1272  @1)
1274 (simplify
1275  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1276  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1277   @1))
1279 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1280 (simplify
1281  (abs (negate @0))
1282  (abs @0))
1284 (simplify
1285  (absu (negate @0))
1286  (absu @0))
1288 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1289 (simplify
1290  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1291  @0)
1293 (simplify
1294  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1295  (convert @0))
1297 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1298 (match negate_expr_p
1299  INTEGER_CST
1300  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1301        && TYPE_UNSIGNED (type))
1302       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1303           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1304 (match negate_expr_p
1305  FIXED_CST)
1306 (match negate_expr_p
1307  (negate @0)
1308  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1309 (match negate_expr_p
1310  REAL_CST
1311  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1312 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1313    ways.  */
1314 (match negate_expr_p
1315  VECTOR_CST
1316  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1317 (match negate_expr_p
1318  (minus @0 @1)
1319  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1320       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1321           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1322           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1324 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1325 (simplify
1326  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1327   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1328        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1329    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1331 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1332 (simplify
1333  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1334  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1335       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1336   (minus (negate @1) @0)))
1338 /* -(A - B) -> B - A.  */
1339 (simplify
1340  (negate (minus @0 @1))
1341  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1342       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1343           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1344           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1345   (minus @1 @0)))
1346 (simplify
1347  (negate (pointer_diff @0 @1))
1348  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1349   (pointer_diff @1 @0)))
1351 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1352 (simplify
1353  (minus @0 negate_expr_p@1)
1354  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1355  (plus @0 (negate @1))))
1357 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1358    when profitable.
1359    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1360    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1361    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1362    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1363 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1364  (simplify
1365   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1366   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1367          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1368          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1369         || types_match (@0, @1))
1370        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1371           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1372           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1373           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1374           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1375        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1376        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1377               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1378            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1379            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1380               mode.  */
1381            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1382            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1383               of its mode.  */
1384            || !type_has_mode_precision_p (type)
1385            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1386               in smaller IL.  */
1387            || (GIMPLE
1388                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1389                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1390                && single_use (@2)
1391                && single_use (@3))))
1392    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1393  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1394     in smaller IL.  */
1395  (simplify
1396   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1397   (if (GIMPLE
1398        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1399        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1400        && types_match (type, @0))
1401    (bitop @0 (convert @1)))))
1403 (for bitop (bit_and bit_ior)
1404      rbitop (bit_ior bit_and)
1405   /* (x | y) & x -> x */
1406   /* (x & y) | x -> x */
1407  (simplify
1408   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1409   @0)
1410  /* (~x | y) & x -> x & y */
1411  /* (~x & y) | x -> x | y */
1412  (simplify
1413   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1414   (bitop @0 @1)))
1416 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1417 (simplify
1418   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1419   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1421 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1422 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1423  (simplify
1424   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1425   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1426    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1427       folded to a constant.  */
1428    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1429    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1430       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1431       the values involved are such that the operation can't be decided at
1432       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1433       that combination can be decided at compile time.
1435       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1436       oscillation.  */
1437    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1438     (if (cst1)
1439      (bitop @1 { cst1; })
1440      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1441       (if (cst2)
1442        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1444 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1445    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1446 (match truth_valued_p
1447  @0
1448  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1449 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1450  (match truth_valued_p
1451   (op @0 @1)))
1452 (match truth_valued_p
1453   (truth_not @0))
1455 (match (logical_inverted_value @0)
1456  (truth_not @0))
1457 (match (logical_inverted_value @0)
1458  (bit_not truth_valued_p@0))
1459 (match (logical_inverted_value @0)
1460  (eq @0 integer_zerop))
1461 (match (logical_inverted_value @0)
1462  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1463 (match (logical_inverted_value @0)
1464  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1466 /* X & !X -> 0.  */
1467 (simplify
1468  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1469  { build_zero_cst (type); })
1470 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1471 (for op (bit_ior bit_xor)
1472  (simplify
1473   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1474   { constant_boolean_node (true, type); }))
1475 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1476 (for op (eq ne)
1477  (simplify
1478   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1479   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1481 /* ~~x -> x */
1482 (simplify
1483   (bit_not (bit_not @0))
1484   @0)
1486 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1487 (simplify
1488  (bit_not (convert? (negate @0)))
1489  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1490       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1491   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1493 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1494 (simplify
1495  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1496  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1498 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1499 (simplify
1500  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1501  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1502       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1503   (convert (negate @0))))
1504 (simplify
1505  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1506  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1507       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1508   (convert (negate @0))))
1510 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1511 (simplify
1512  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1513  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1514   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1515 (simplify
1516  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1517  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1518   (convert (bit_xor @0 @1))))
1520 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1521 (simplify
1522  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1523  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1524   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1526 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1527 (simplify
1528  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1529  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1531 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1532 (simplify
1533  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1534  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1535       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1536   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1538 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1539 (for cmp (gt lt ge le)
1540 (simplify
1541  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1542   (if (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@2))
1543    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1545 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1546    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1547 (for cmp (eq ne)
1548  (simplify
1549   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1550   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1551        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1552        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1553    (cmp @0 @2))))
1555 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1556    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1557 (for cmp (eq ne)
1558  (simplify
1559   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1560   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1561        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1562        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1563    (cmp @0 @2))))
1565 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1566    x * C RELOP y * C into:
1568    x RELOP y for nonnegative C
1569    y RELOP x for negative C  */
1570 (for cmp (lt gt le ge)
1571  (simplify
1572   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1573   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1574        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1575    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1576     (cmp @0 @2)
1577    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1578         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1579     (cmp @2 @0))))))
1581 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1582 (for cmp (le gt)
1583      icmp (gt le)
1584  (simplify
1585   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1586    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1587         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1588         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1589         && (wi::to_wide (@2)
1590             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1591     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1592      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1594 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1595 (for cmp (simple_comparison)
1596  (simplify
1597   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1598   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1599        && types_match (@0, @1))
1600    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1601     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1602      (cmp @1 @0)
1603      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1604       (with
1605        {
1606         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1607        }
1608        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1609     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1610      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1611       (cmp @0 @1)
1612       (with
1613        {
1614         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1615        }
1616        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1618 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1619 (for cmp (simple_comparison)
1620  (simplify
1621   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1622   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1623        && integer_nonzerop (@1)
1624        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1625        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1626    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1627            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1628                                                    &neg_overflow); }
1629     (switch
1630      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1631        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1632         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1633         (if (code == LT_EXPR)
1634          (lt @0 { lo; })
1635          (ge @0 { lo; }))))
1636      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1637        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1638         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1639         (if (code == LE_EXPR)
1640          (le @0 { hi; })
1641          (gt @0 { hi; }))))
1642      (if (!lo && !hi)
1643       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1644      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1645       (ge @0 { lo; }))
1646      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1647       (le @0 { hi; }))
1648      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1649       (lt @0 { lo; }))
1650      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1651       (gt @0 { hi; }))
1652      (if (GENERIC)
1653       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1654                            lo, hi); })
1655      (with
1656       {
1657         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1658         if (etype)
1659           {
1660             hi = fold_convert (etype, hi);
1661             lo = fold_convert (etype, lo);
1662             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1663           }
1664       }
1665       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1666        (if (code == EQ_EXPR)
1667         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1668         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1670 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1671 (for op (lt le ge gt)
1672  (simplify
1673   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1674   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1675        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1676    (op @0 @1))))
1677 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1678 (for op (eq ne minus)
1679  (simplify
1680   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1681   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1682        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1683            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1684    (op @0 @1))))
1686 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1687 (for op (lt le ge gt)
1688  (simplify
1689   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1690   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1691        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1692    (op @0 @1))))
1693 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1694 (for op (eq ne minus)
1695  (simplify
1696   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1697   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1698        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1699            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1700    (op @0 @1))))
1701 /* And for pointers...  */
1702 (for op (simple_comparison)
1703  (simplify
1704   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1705   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1706    (op @0 @1))))
1707 (simplify
1708  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1709  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1710       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1711   (pointer_diff @0 @1)))
1713 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1714 (for op (lt le ge gt)
1715  (simplify
1716   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1717   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1718        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1719    (op @1 @0))))
1720 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1721 (for op (eq ne minus)
1722  (simplify
1723   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1724   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1725        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1726            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1727    (op @1 @0))))
1728 /* And for pointers...  */
1729 (for op (simple_comparison)
1730  (simplify
1731   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1732   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1733    (op @1 @0))))
1734 (simplify
1735  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1736  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1737       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1738   (pointer_diff @1 @0)))
1740 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1741 (for op (lt le gt ge)
1742  (simplify
1743   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1744   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1745        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1746        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1747        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1748    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1749 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1750 (for op (eq ne)
1751  (simplify
1752   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1753   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1754        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1755            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1756        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1757        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1758        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1759    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1760  (simplify
1761   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1762   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1763        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1764        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1765    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1767 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1768    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1769 (for op (simple_comparison)
1770  (simplify
1771   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1772   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1773        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1774            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1775                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1776        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1777    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1779 /* Transform:
1780    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1781    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1782 (for cmp (eq ne)
1783      ocmp (lt ge)
1784  (simplify
1785   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1786   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1787        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1788        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1789        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1790    (ocmp @0 @1))))
1792 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1793 (for cmp (eq ne)
1794  (simplify
1795   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1796   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1797    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1799 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1800    possibly set.  */
1801 (match with_possible_nonzero_bits
1802  INTEGER_CST@0)
1803 (match with_possible_nonzero_bits
1804  SSA_NAME@0
1805  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1806 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1807 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1808  with_possible_nonzero_bits@0)
1809 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1810  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1812 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1813    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1814 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1815  INTEGER_CST@0)
1816 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1817  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1819 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1820 (for cmp (eq ne)
1821  (simplify
1822   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1823   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1824    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1826 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1827    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1828    zero throughout its computed value range,
1829    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1830    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1831    and 0's otherwise.
1832    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1833    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1834    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1836 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1837      outer_op (bit_xor bit_ior)
1838 (simplify
1839  (outer_op
1840   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1841  (with
1842   {
1843     bool fail = false;
1844     wide_int zero_mask_not;
1845     wide_int C0;
1846     wide_int cst_emit;
1848     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1849       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1850     else
1851       fail = true;
1853     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1854       {
1855         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1856         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1857       }
1858     else
1859       {
1860         C0 = wi::to_wide (@0);
1861         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1862       }
1863   }
1864   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1865    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1866    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1867     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1869 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1870 (simplify
1871   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1872   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1874 /* Pattern match
1875      tem1 = (long) ptr1;
1876      tem2 = (long) ptr2;
1877      tem3 = tem2 - tem1;
1878      tem4 = (unsigned long) tem3;
1879      tem5 = ptr1 + tem4;
1880    and produce
1881      tem5 = ptr2;  */
1882 (simplify
1883   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1884   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1885   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1886        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1887             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1888    @1))
1889 (simplify
1890   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1891   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1892    (convert @1)))
1894 /* Pattern match
1895      tem = (sizetype) ptr;
1896      tem = tem & algn;
1897      tem = -tem;
1898      ... = ptr p+ tem;
1899    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1900      ... = ptr & ~algn;  */
1901 (simplify
1902   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1903   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1904    (bit_and @0 { algn; })))
1906 /* Try folding difference of addresses.  */
1907 (simplify
1908  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1909  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1910   (with { poly_int64 diff; }
1911    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1912     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1913 (simplify
1914  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1915  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1916   (with { poly_int64 diff; }
1917    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1918     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1919 (simplify
1920  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
1921  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1922       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1923   (with { poly_int64 diff; }
1924    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1925     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1926 (simplify
1927  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
1928  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1929       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1930   (with { poly_int64 diff; }
1931    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1932     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1934 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
1935 (simplify
1936  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
1937  (if (POINTER_TYPE_P (type))
1938   { build_fold_addr_expr_with_type
1939       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
1940                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
1941                type); }))
1943 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1944    be able to fold this expression using the object or function's
1945    alignment.  */
1946 (simplify
1947  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1948  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1949       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1950   (with
1951    {
1952      unsigned int align;
1953      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1954      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1955    }
1956    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1957     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1958                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1960 (match min_value
1961  INTEGER_CST
1962  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1963       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
1965 (match max_value
1966  INTEGER_CST
1967  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1968       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
1970 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
1971    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
1972 (for eqne (eq ne)
1973  (simplify
1974   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
1975    (switch
1976     (if (eqne == EQ_EXPR)
1977      { constant_boolean_node (false, type); })
1978     (if (eqne == NE_EXPR)
1979      @2)
1980     )))
1982 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
1983    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
1984 (for eqne (eq ne)
1985  (simplify
1986   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
1987    (switch
1988     (if (eqne == EQ_EXPR)
1989      { constant_boolean_node (false, type); })
1990     (if (eqne == NE_EXPR)
1991      @2)
1992     )))
1994 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
1995 (simplify
1996  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
1997   @2)
1999 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2000 (simplify
2001  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2002   @2)
2004 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2005 (simplify
2006  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2007   @2)
2009 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2010 (simplify
2011  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2012   { constant_boolean_node (true, type); })
2014 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2015 (simplify
2016  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2017   @2)
2019 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2020 (simplify
2021  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2022   @2)
2024 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2025    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2026 (for eqne (eq ne)
2027  (simplify
2028   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2029    (switch
2030     (if (eqne == EQ_EXPR)
2031      @2)
2032     (if (eqne == NE_EXPR)
2033      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2035 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2036    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2038 (for code1 (eq ne)
2039  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2040   (simplify
2041    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2042     (with
2043      {
2044       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2045       bool val;
2046       switch (code2)
2047          {
2048         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2049         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2050         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2051         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2052         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2053         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2054         default: gcc_unreachable ();
2055         }
2056      }
2057      (switch
2058       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2059       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2060       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2062 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2064 (for code1 (lt le gt ge)
2065  (for code2 (lt le gt ge)
2066   (simplify
2067   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2068    (with
2069     {
2070      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2071     }
2072     (switch
2073      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2074      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2075           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2076       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2077        @3
2078        @4))
2079      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2080      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2081           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2082       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2083        @3
2084        @4))
2085      /* Check for singleton ranges.  */
2086      (if (cmp == 0
2087           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2088             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2089       (eq @0 @1))
2090      /* Check for disjoint ranges.  */
2091      (if (cmp <= 0
2092           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2093           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2094       { constant_boolean_node (false, type); })
2095      (if (cmp >= 0
2096           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2097           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2098       { constant_boolean_node (false, type); })
2099      )))))
2101 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2102    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2104 (for code1 (eq ne)
2105  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2106   (simplify
2107    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2108     (with
2109      {
2110       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2111       bool val;
2112       switch (code2)
2113         {
2114         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2115         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2116         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2117         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2118         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2119         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2120         default: gcc_unreachable ();
2121         }
2122      }
2123      (switch
2124       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2125       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2126       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2128 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2130 (for code1 (lt le gt ge)
2131  (for code2 (lt le gt ge)
2132   (simplify
2133   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2134    (with
2135     {
2136      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2137     }
2138     (switch
2139      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2140      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2141           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2142       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2143        @4
2144        @3))
2145      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2146      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2147           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2148       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2149        @4
2150        @3))
2151      /* Check for singleton ranges.  */
2152      (if (cmp == 0
2153           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2154               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2155       (ne @0 @2))
2156      /* Check for disjoint ranges.  */
2157      (if (cmp >= 0
2158           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2159           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2160       { constant_boolean_node (true, type); })
2161      (if (cmp <= 0
2162           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2163           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2164       { constant_boolean_node (true, type); })
2165      )))))
2167 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2168 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2170  /* Contract negates.  */
2171  /* A + (-B) -> A - B */
2172  (simplify
2173   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2174   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2175   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2176        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2177    (with
2178     {
2179      tree t1 = type;
2180      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2181          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2182        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2183     }
2184     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2185  /* A - (-B) -> A + B */
2186  (simplify
2187   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2188   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2189        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2190    (with
2191     {
2192      tree t1 = type;
2193      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2194          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2195        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2196     }
2197     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2198  /* -(T)(-A) -> (T)A
2199     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2200     happen without overflow.  */
2201  (simplify
2202   (negate (convert (negate @1)))
2203   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2204        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2205            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2206                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2207        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2208        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2209    (convert @1)))
2210  (simplify
2211   (negate (convert negate_expr_p@1))
2212   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2213        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2214             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2215             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2216            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2217    (convert (negate @1))))
2218  (simplify
2219   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2220   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2221        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2222    (view_convert @1)))
2224  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2225     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2226  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2227       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2229   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2230      irrespective of overflow issues.  */
2231   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2232   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2233   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2234   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2235   (simplify
2236    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2237    (view_convert @1))
2238   (simplify
2239    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2240    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2241         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2242    (negate (view_convert @1))
2243    (view_convert (negate @1))))
2244   (simplify
2245    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2246    (view_convert @0))
2247   (simplify
2248    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2249     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2250          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2251      (negate (view_convert @1))
2252      (view_convert (negate @1))))
2253   (simplify
2254    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2255    (view_convert @1))
2256   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2257   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2258   /* More cases are handled with comparisons.  */
2259   (simplify
2260    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2261    (plus @2 @1))
2262   (simplify
2263    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2264    (minus @2 @1))
2265   (simplify
2266    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2267    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2268         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2269     (pointer_diff @2 @1)))
2270   (simplify
2271    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2272    (plus @1 @2))
2274   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2275      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2276      scalars.  */
2277   (for outer_op (plus minus)
2278    (for inner_op (plus minus)
2279         neg_inner_op (minus plus)
2280     (simplify
2281      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2282                CONSTANT_CLASS_P@2)
2283      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2284      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2285       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2286          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2287       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2288        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2289         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2290         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2291       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2292            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2293        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2294         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2295         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2296        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2297           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2298           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2299        (if (types_match (type, @0))
2300         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2301                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2302                                         type, @1, @2); }
2303          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2304           (inner_op @0 { cst; } )
2305           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2306           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2307                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2308            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2309            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2310            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2311             (if (utype)
2312              (view_convert (inner_op
2313                             (view_convert:utype @0)
2314                             (view_convert:utype
2315                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2317   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2318   (for outer_op (plus minus)
2319    (simplify
2320     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2321     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2322     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2323      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2324         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2325      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2326       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2327      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2328           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2329       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2330       (if (types_match (type, @0))
2331        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2332         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2333          (minus { cst; } @0))))))))
2335   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2336      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2337      scalars.  */
2338   (simplify
2339    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2340    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2341    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2342     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2343       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2344     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2345      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2346     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2347          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2348      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2349      (if (types_match (type, @0))
2350       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2351        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2352         (plus { cst; } @0)))))))
2354 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2355 #if GIMPLE
2356   (simplify
2357    (plus (convert SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2358     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2359          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2360          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2361          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2362      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2363         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2364      (with
2365       {
2366         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2367                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2368         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2370         wide_int w1
2371           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2372                             TYPE_SIGN (inner_type));
2374         wide_int wmin0, wmax0;
2375         if (get_range_info (@0, &wmin0, &wmax0) == VR_RANGE)
2376           {
2377             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2378             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2379           }
2380       }
2381      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2382       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2383      )))
2384 #endif
2386 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2387 #if GIMPLE
2388   (for op (plus minus)
2389    (simplify
2390     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2391      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2392           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2393           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2394           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2395           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2396           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2397        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2398 #endif
2400 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2401    to a simple value.  */
2402 #if GIMPLE
2403   (for op (plus minus)
2404    (simplify
2405     (op (convert @0) (convert @1))
2406      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2407           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2408           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2409           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2410           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2411           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2412       (convert (op! @0 @1)))))
2413 #endif
2415   /* ~A + A -> -1 */
2416   (simplify
2417    (plus:c (bit_not @0) @0)
2418    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2419     { build_all_ones_cst (type); }))
2421   /* ~A + 1 -> -A */
2422   (simplify
2423    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2424    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2425     (negate (convert @0))))
2427   /* -A - 1 -> ~A */
2428   (simplify
2429    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2430    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2431         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2432     (bit_not (convert @0))))
2434   /* -1 - A -> ~A */
2435   (simplify
2436    (minus integer_all_onesp @0)
2437    (bit_not @0))
2439   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2440   (simplify
2441    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2442     (convert? @0))
2443    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2444         /* For integer types, if A has a smaller type
2445            than T the result depends on the possible
2446            overflow in P + A.
2447            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2448            However, if an overflow in P + A would cause
2449            undefined behavior, we can assume that there
2450            is no overflow.  */
2451         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2452             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2453     (convert @1)))
2454   (simplify
2455    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2456     (convert @0))
2457    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2458         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2459            final type requires a sign- or zero-extension,
2460            then we have to punt - it is not defined which
2461            one is correct.  */
2462         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2463             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2464             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2465     (convert @1)))
2466    (simplify
2467     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2468     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2469        thus sign-extended if necessary.  */
2470     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2471      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2472         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2473         we don't want to diagnose overflow here.  */
2474      (convert (view_convert:stype @1))))
2476   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2477   (simplify
2478    (minus (convert? @0)
2479     (convert (plus:c @@0 @1)))
2480    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2481         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2482         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2483     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2484      (convert (negate (convert:utype @1))))
2485     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2486          /* For integer types, if A has a smaller type
2487             than T the result depends on the possible
2488             overflow in P + A.
2489             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2490             However, if an overflow in P + A would cause
2491             undefined behavior, we can assume that there
2492             is no overflow.  */
2493          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2494              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2495      (negate (convert @1)))))
2496   (simplify
2497    (minus (convert @0)
2498     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2499    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2500         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2501         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2502     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2503      (convert (negate (convert:utype @1))))
2504     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2505          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2506             final type requires a sign- or zero-extension,
2507             then we have to punt - it is not defined which
2508             one is correct.  */
2509          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2510              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2511              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2512      (negate (convert @1)))))
2513    (simplify
2514     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2515     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2516        thus sign-extended if necessary.  */
2517     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2518      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2519         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2520         we don't want to diagnose overflow here.  */
2521      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2523   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2524   (simplify
2525    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2526     (convert (plus:c @0 @2)))
2527    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2528         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2529         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2530         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2531     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2532      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2533     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2534           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2535          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2536              /* For integer types, if A has a smaller type
2537                 than T the result depends on the possible
2538                 overflow in P + A.
2539                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2540                 However, if an overflow in P + A would cause
2541                 undefined behavior, we can assume that there
2542                 is no overflow.  */
2543              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2544                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2545                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2546                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2547      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2548   (simplify
2549    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2550     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2551    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2552         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2553         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2554     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2555      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2556     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2557          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2558             final type requires a sign- or zero-extension,
2559             then we have to punt - it is not defined which
2560             one is correct.  */
2561          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2562              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2563              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2564              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2565              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2566      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2567    (simplify
2568     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
2569      (pointer_diff @0 @1))
2570    (simplify
2571     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2572     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2573        thus sign-extended if necessary.  */
2574     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2575      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2576         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2577         we don't want to diagnose overflow here.  */
2578      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2579             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2581 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2582     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2583 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2584      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2585  (for plusminus (plus minus)
2586   (simplify
2587    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2588    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2589         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2590         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2591             && tree_expr_nonzero_p (@0)
2592             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2593     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
2594      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2595         original operand (but not on both).  */
2596      (mult (plusminus @1 @2) @0)
2597 #if GIMPLE
2598      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
2599 #endif
2600   )))
2601   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2602   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2603    (simplify
2604     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2605     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2606           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2607           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2608              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2609              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2610              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2611           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2612               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2613                    && expr_not_equal_to (@0,
2614                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2615                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2616                       ? expr_not_equal_to (@2,
2617                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2618                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2619                       : (expr_not_equal_to (@2,
2620                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2621                          && expr_not_equal_to (@2,
2622                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2623                                 + 1))))))
2624          && single_use (@3))
2625      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2626    (simplify
2627     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2628     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2629           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2630           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2631              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2632              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2633              for @0 0 and @2 min.  */
2634           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2635               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2636                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2637                        || expr_not_equal_to (@0,
2638                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2639                   || expr_not_equal_to (@2,
2640                         (plusminus == PLUS_EXPR
2641                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2642                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2643          && single_use (@3))
2644      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2646 #if GIMPLE
2647 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2648    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2649 (simplify
2650  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2651   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2652        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2653        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type))
2654    (with { tree t = type;
2655            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2656            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2657                                              element_precision (type));
2658            w += 1;
2659            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2660                                         : t, w);
2661            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2662     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2663 (simplify
2664  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2665   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2666        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2667        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2668        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2669        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type))
2670    (with { tree t = type;
2671            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2672            unsigned int prec = element_precision (type);
2673            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2674            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2675            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2676                                         : t, w);
2677            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2678     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2679 #endif
2681 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2683 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2684  (simplify
2685   (minmax @0 @0)
2686   @0))
2687 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2688 (simplify
2689  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2690  @1)
2691 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2692 (simplify
2693  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2694  @1)
2695 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2696 (simplify
2697  (max:c @0 (negate @0))
2698  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2699       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2700           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2701   (abs @0)))
2702 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2703 (simplify
2704  (min:c @0 (negate @0))
2705  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2706       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2707           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2708   (negate (abs @0))))
2709 (simplify
2710  (min @0 @1)
2711  (switch
2712   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2713        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2714        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2715    @1)
2716   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2717        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2718        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2719    @0)))
2720 (simplify
2721  (max @0 @1)
2722  (switch
2723   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2724        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2725        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2726    @1)
2727   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2728        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2729        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2730    @0)))
2732 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2733 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2734 (simplify
2735  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2736   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2737    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2738     @2
2739     @0)))
2741 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2742 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2743 (simplify
2744  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2745   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2746    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2747     @0
2748     @2)))
2750 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2751    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2752 (for minmax (min max)
2753  (simplify
2754   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2755   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2756        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2757        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2758        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2759    (minmax @1 (convert @2)))))
2761 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2762  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2763     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2764  (simplify
2765   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2766   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2767        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2768    @0)))
2769 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2770    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2771    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2772    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2773    worry about it either.  */
2774 (if (flag_finite_math_only)
2775  (simplify
2776   (FMIN_ALL @0 @1)
2777   (min @0 @1))
2778  (simplify
2779   (FMAX_ALL @0 @1)
2780   (max @0 @1)))
2781 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2782 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2783      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2784  (simplify
2785   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2786   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2787        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2788            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2789    (negate (maxmin @0 @1)))))
2790 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2791    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2792 (for minmax (min max)
2793  maxmin (max min)
2794  (simplify
2795   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2796   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2798 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2799 (for minmax (min min max max)
2800      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2801      out    (le  gt  ge  lt )
2802  (simplify
2803   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2804   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2805    (out @0 @1))))
2806 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2807    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2808 (for cmp (eq ne)
2809  (simplify
2810   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2811   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2812                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2813    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2814    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2815                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2816     (cmp @0 @2)))))
2817 (for cmp (eq ne)
2818  (simplify
2819   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2820   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2821                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2822    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2823    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2824                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2825     (cmp @0 @2)))))
2826 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2827 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2828      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2829      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2830  (simplify
2831   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2832   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2834 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
2835    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
2836    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
2837 (for cmp (simple_comparison)
2838  (simplify
2839   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
2840                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2841   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2842        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2843        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2844        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2845        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2846            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2847        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2848    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2849  (simplify
2850   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
2851                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2852   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2853        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2854        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2855        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2856        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2857            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2858        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2859    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
2860  /* Similarly with ^ instead of - though in that case with :c.  */
2861  (simplify
2862   (bit_xor:c @0 (bit_and:c (bit_xor:c @0 @1)
2863                            (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
2864   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2865        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
2866        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
2867        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
2868        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
2869            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
2870        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
2871    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
2873 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2875 (for rotate (lrotate rrotate)
2876  (simplify
2877   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2878   @0))
2880 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2881 (simplify
2882  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2883  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2884       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2885   @0))
2887 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2888 (simplify
2889  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
2890  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2891   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
2892   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2894 (simplify
2895  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
2896  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
2897       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
2898          long as the low TYPE_PRECISION (type)
2899          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
2900       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
2901       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2902       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2903       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2904       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
2905           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
2906                         TYPE_PRECISION (type)
2907                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
2908   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2910 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2911    types.  */
2912 (simplify
2913  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2914  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2915       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2916   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2918 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2919  (simplify
2920   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2921   (non_lvalue @0))
2922  (simplify
2923   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2924   @0)
2925  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2926     if vector2 is uniform.  */
2927  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2928   (simplify
2929    (shiftrotate @0 vec@1)
2930    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2931     (if (tem)
2932      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2934 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2935    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2936 #if GIMPLE
2937 (for shift (lshift rshift)
2938  (simplify
2939   (shift @0 SSA_NAME@1)
2940    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2941     (with {
2942       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2943       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2944      }
2945      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2946       @0)))))
2947 #endif
2949 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2950    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2951 (simplify
2952  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2953  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2954                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2955                                            element_precision (type)), @1); }))
2957 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2958 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2959  (simplify
2960   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2961   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2962    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2963         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2964         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2965         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2966     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2967                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2968      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2969         being well defined.  */
2970      (if (low >= prec)
2971       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2972        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2973        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2974         { build_zero_cst (type); }
2975         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2976       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2979 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2980    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2981 (for cmp (ne eq)
2982      icmp (eq ne)
2983  (simplify
2984   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2985   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2987 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2988    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2989    if CST2 != 0.  */
2990 (for cmp (ne eq)
2991  (simplify
2992   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2993   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2994    (if (cand < 0
2995         || (!integer_zerop (@2)
2996             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2997     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2998     (if (!integer_zerop (@2)
2999          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3000      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3002 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3003         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3004    if the new mask might be further optimized.  */
3005 (for shift (lshift rshift)
3006  (simplify
3007   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3008            INTEGER_CST@2)
3009    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3010         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3011         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3012         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3013         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3014     (with
3015      {
3016        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3017        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3018        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3019        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3020        unsigned int prec;
3022        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3023          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3024        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3025                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3026          {
3027            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3028            tree arg00 = @0;
3029            /* See if more bits can be proven as zero because of
3030               zero extension.  */
3031            if (@3 != @0
3032                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3033              {
3034                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3035                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3036                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3037                  {
3038                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3039                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3040                    if (shiftc < prec)
3041                      shift_type = inner_type;
3042                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3043                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3044                       is all ones.  */
3045                  }
3046              }
3047            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3048            if (shiftc < prec)
3049              {
3050                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3051                zerobits <<= prec - shiftc;
3052              }
3053            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3054               can contain actually sign bits, so no transformation is
3055               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3056               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3057            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3058                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3059              {
3060                if ((mask & zerobits) == 0)
3061                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3062                else
3063                  zerobits = 0;
3064              }
3065          }
3066      }
3067      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3068      (if ((mask & zerobits) == mask)
3069       { build_int_cst (type, 0); }
3070       (with { newmask = mask | zerobits; }
3071        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3072         (with
3073          {
3074            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3075               mode's mask.  */
3076            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3077                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3078              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3079                break;
3080          }
3081          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3082               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3083           (with
3084            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3085            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3086             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3087              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3088              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3090 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3091    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3092 (for shift (lshift rshift)
3093  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3094   (simplify
3095    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3096    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3097     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3098      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
3100 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3101 (simplify
3102  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3103   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3104        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3105            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3106            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3107    (with
3108     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3109      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3111 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3112    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3113 (for rotate (lrotate rrotate)
3114  (simplify
3115   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3116    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3117          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3118          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3119         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3120             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3121     (with
3122      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3123       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3125 /* Simplifications of conversions.  */
3127 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3128 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3129  (simplify
3130   (cvt @0)
3131   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3132        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3133    @0)))
3135 /* Contract view-conversions.  */
3136 (simplify
3137   (view_convert (view_convert @0))
3138   (view_convert @0))
3140 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3141    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3142 (simplify
3143   (view_convert @0)
3144   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3145        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3146        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3147    (convert @0)))
3149 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3150    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3151 (simplify
3152   (view_convert (convert@0 @1))
3153   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3154        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3155        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3156        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3157            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3158                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3159    (view_convert @1)))
3161 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3162 (simplify
3163   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3164   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3165        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3166    { build_zero_cst (type); }))
3168 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3169    barriers can be removed.  */
3170 (simplify
3171  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3172  @0)
3173 (simplify
3174  (paren (paren@1 @0))
3175  @1)
3177 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3178 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3179  (for icvt (convert float)
3180   (simplify
3181    (ocvt (icvt@1 @0))
3182    (with
3183     {
3184       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3185       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3186       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3187       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3188       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3189       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3190       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3191       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3192       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3193       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3194       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3195       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3196       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3197       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3198       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3199       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3200       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3201       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3202       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3203       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3204     }
3205    (switch
3206     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3207        handled below, if we are converting something to its own
3208        type via an object of identical or wider precision, neither
3209        conversion is needed.  */
3210     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3211           || (GENERIC
3212               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3213          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3214              || (inter_float && final_float))
3215          && inter_prec >= final_prec)
3216      (ocvt @0))
3218     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3219        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3220        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3221        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3222        then we sometimes need the middle conversion.  */
3223     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3224          && (final_int || final_float)
3225          && inter_prec >= inside_prec
3226          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3227      (ocvt @0))
3229     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3230        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3231        final conversion does not change precision we can drop the
3232        intermediate conversion.  */
3233     (if (inside_int && inter_int && final_int
3234          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3235               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3236              || final_prec == inter_prec))
3237      (ocvt @0))
3239     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3240         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3241         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3242         - the intermediate type is narrower than both initial and
3243           final, or
3244         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3245           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3246         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3247           intermediate and final types differ, or
3248         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3249           initial and intermediate types differ.  */
3250     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3251          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3252          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3253          && ! (inside_int && inter_int
3254                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3255                && inter_prec < final_prec)
3256          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3257              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3258          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3259          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3260      (ocvt @0))
3262     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3263        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3264     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3265          && final_int && inter_int && inside_int
3266          && final_prec == inside_prec
3267          && final_prec > inter_prec
3268          && inter_unsignedp)
3269      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3270                               (inside_type,
3271                                wi::mask (inter_prec, false,
3272                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3274     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3275        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3276        floating-point conversion.  */
3277     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3278          && inside_int && inter_float && final_int &&
3279          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3280          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3281      (convert @0)))))))
3283 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3284    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3285    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3286 (simplify
3287   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3288   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3289        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3290        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3291        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3292                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3293    (convert @0)))
3296 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3297 (simplify
3298   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3299   (convert @0))
3301 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3302 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3303      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3304   (simplify
3305    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3306    @0))
3308 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3309 (for op (plus minus)
3310  (simplify
3311   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3312   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3313        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3314    (with
3315      {
3316        wi::overflow_type overflow;
3317        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3318                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3319      }
3320      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3321          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3322       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3323       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3324        (convert (op (convert:utype @0)
3325                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3327 /* Canonicalization of binary operations.  */
3329 /* Convert X + -C into X - C.  */
3330 (simplify
3331  (plus @0 REAL_CST@1)
3332  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3333   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3334    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3335     (minus @0 { tem; })))))
3337 /* Convert x+x into x*2.  */
3338 (simplify
3339  (plus @0 @0)
3340  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3341   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3342   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3343    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3345 /* 0 - X  ->  -X.  */
3346 (simplify
3347  (minus integer_zerop @1)
3348  (negate @1))
3349 (simplify
3350  (pointer_diff integer_zerop @1)
3351  (negate (convert @1)))
3353 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3354    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3355    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3356 (simplify
3357  (minus real_zerop@0 @1)
3358  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
3359   (negate @1)))
3361 /* Transform x * -1 into -x.  */
3362 (simplify
3363  (mult @0 integer_minus_onep)
3364  (negate @0))
3366 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3367    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3368 (simplify
3369  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3370  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3371       && single_use (@3)
3372       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3373   (mult (mult @0 @2) @1)))
3375 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3376    number.  */
3377 (match compositional_complex
3378  (convert? (complex @0 @1)))
3380 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3381 (simplify
3382  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3383  @0)
3384 (simplify
3385  (realpart (complex @0 @1))
3386  @0)
3387 (simplify
3388  (imagpart (complex @0 @1))
3389  @1)
3391 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3392 (simplify
3393  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3394  (convert (realpart @0)))
3395 (simplify
3396  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3397  (convert (negate (imagpart @0))))
3398 (for part (realpart imagpart)
3399  (for op (plus minus)
3400   (simplify
3401    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3402    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3403 (simplify
3404  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3405  (convert (COS @0)))
3406 (simplify
3407  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3408  (convert (SIN @0)))
3410 /* conj(conj(x)) -> x  */
3411 (simplify
3412  (conj (convert? (conj @0)))
3413  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3414   (convert @0)))
3416 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3417 (simplify
3418  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3419  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3420   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3422 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3423 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
3424  (simplify
3425   (bswap (bswap @0))
3426   @0)
3427  (simplify
3428   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3429   (bit_not @0))
3430  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3431   (simplify
3432    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3433    (bitop @0 (bswap @1)))))
3436 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
3438 /* Simplify constant conditions.
3439    Only optimize constant conditions when the selected branch
3440    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
3441    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
3442    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
3443    this one as we depend on doing this transform before possibly
3444    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
3445    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
3446    genmatch cannot handle.  */
3447 (simplify
3448  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
3449  (if (integer_zerop (@0))
3450   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
3451    @2)
3452   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
3453    @1)))
3454 (simplify
3455  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
3456  (if (integer_all_onesp (@0))
3457   @1
3458   (if (integer_zerop (@0))
3459    @2)))
3461 #if GIMPLE
3462 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
3463 (for op (negate bit_not abs absu)
3464  (simplify
3465   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
3466   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
3468 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
3469 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
3470          rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
3471          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
3472 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
3473  (simplify
3474   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
3475   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
3477 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
3478  (simplify
3479   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
3480   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
3481  (simplify
3482   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
3483   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
3484 #endif
3486 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
3487    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
3488    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
3489 (simplify
3490  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
3491  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3492   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
3493 (simplify
3494  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
3495  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3496   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
3497 (simplify
3498  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
3499  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3500   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3501 (simplify
3502  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
3503  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3504   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3506 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
3507 (simplify
3508  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
3509  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3510   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
3511 (simplify
3512  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3513  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3514   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
3515 (simplify
3516  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
3517  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3518   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3519 (simplify
3520  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3521  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3522   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3524 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
3525    types are compatible.  */
3526 (simplify
3527  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
3528  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
3529       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3530   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
3531    (bit_not @0)
3532    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
3533     @0))))
3535 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
3536    be extended.  */
3537 /* This pattern implements two kinds simplification:
3539    Case 1)
3540    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
3541      1) Conversions are type widening from smaller type.
3542      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
3543      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
3544    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
3545    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
3546    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
3547    referred var is always benefitial for complicated cases.
3549    Case 2)
3550    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
3551 (for cmp (lt le gt ge eq)
3552  (simplify
3553   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
3554   (with
3555    {
3556      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
3557      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
3558      enum tree_code code = ERROR_MARK;
3560      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
3561          && int_fits_type_p (@2, from_type)
3562          && (types_match (c1_type, from_type)
3563              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3564                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3565                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
3566          && (types_match (c2_type, from_type)
3567              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
3568                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3569                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
3570        {
3571          if (cmp != EQ_EXPR)
3572            {
3573              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
3574                {
3575                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3576                  if (cmp == LE_EXPR)
3577                    code = LT_EXPR;
3578                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3579                  if (cmp == GT_EXPR)
3580                    code = GE_EXPR;
3581                }
3582              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
3583                {
3584                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3585                  if (cmp == LT_EXPR)
3586                    code = LE_EXPR;
3587                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3588                  if (cmp == GE_EXPR)
3589                    code = GT_EXPR;
3590                }
3591              if (code != ERROR_MARK
3592                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
3593                {
3594                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3595                    code = MIN_EXPR;
3596                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3597                    code = MAX_EXPR;
3598                }
3599            }
3600          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
3601          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
3602            code = EQ_EXPR;
3603        }
3604    }
3605    (if (code == MAX_EXPR)
3606     (convert (max @1 (convert @2)))
3607     (if (code == MIN_EXPR)
3608      (convert (min @1 (convert @2)))
3609      (if (code == EQ_EXPR)
3610       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
3611                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
3613 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
3615      1) OP is PLUS or MINUS.
3616      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
3617      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
3619    This pattern also handles special cases like:
3621      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
3622         integer zero.  In this case,
3623           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
3624           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
3625      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
3626         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
3627         code.
3629    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
3630    simplified at the moment because C standard requires additional
3631    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
3632    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
3633 (for op (plus minus)
3634  (for cmp (lt le gt ge)
3635   (simplify
3636    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3637    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
3638     (if (types_match (from_type, to_type)
3639          /* Check if it is special case A).  */
3640          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
3641              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
3642              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
3643              && integer_zerop (@1)
3644              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
3645      (with
3646       {
3647         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
3648         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
3649         wide_int real_c1;
3650         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3651         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3652         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3653         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
3655         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
3656             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
3657             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
3658         if (!types_match (from_type, to_type))
3659           {
3660             if (cmp_code == LT_EXPR)
3661               cmp_code = GT_EXPR;
3662             if (cmp_code == GE_EXPR)
3663               cmp_code = LE_EXPR;
3664             c1 = wi::max_value (to_type);
3665           }
3666         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
3667            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
3668            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
3669            if it is undefined.  */
3670         if (op == PLUS_EXPR)
3671           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
3672         else
3673           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
3675         code = cmp_code;
3676         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
3677           {
3678             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
3679                by adjusting comparison operation if necessary.  */
3680             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3681                 && !overflow)
3682               {
3683                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
3684                 if (cmp_code == LE_EXPR)
3685                   code = LT_EXPR;
3686                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
3687                 if (cmp_code == GT_EXPR)
3688                   code = GE_EXPR;
3689               }
3690             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
3691                 && !overflow)
3692               {
3693                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
3694                 if (cmp_code == LT_EXPR)
3695                   code = LE_EXPR;
3696                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
3697                 if (cmp_code == GE_EXPR)
3698                   code = GT_EXPR;
3699               }
3700             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
3701               {
3702                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
3703                   code = MIN_EXPR;
3704                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
3705                   code = MAX_EXPR;
3706               }
3707           }
3708       }
3709       (if (code == MAX_EXPR)
3710        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3711            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
3712        (if (code == MIN_EXPR)
3713         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
3714             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
3716 (for cnd (cond vec_cond)
3717  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
3718  (simplify
3719   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
3720   (cnd @0 @1 @3))
3721  (simplify
3722   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
3723   (cnd @0 @1 @3))
3724  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
3725  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
3726     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
3727     The following is still important to merge then and else arm cases
3728     from if-conversion.  */
3729  (simplify
3730   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
3731   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
3732    (cnd @0 @1 @3)))
3733  (simplify
3734   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
3735   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
3736    (cnd @0 @3 @4)))
3738  /* A ? B : B -> B.  */
3739  (simplify
3740   (cnd @0 @1 @1)
3741   @1)
3743  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
3744  (simplify
3745   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
3746   (cnd @0 @2 @1)))
3748 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
3749    return all -1 or all 0 results.  */
3750 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
3751    but that isn't necessarily a win on its own.  */
3752 (simplify
3753  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3754  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3755       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3756                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3757       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3758           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3759   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3761 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
3762 (simplify
3763  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
3764  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3765       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
3766                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
3767       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
3768           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3769   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
3772 /* Simplifications of comparisons.  */
3774 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3775    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3776    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3777 (for cmp  (le gt)
3778      acmp (lt ge)
3779  (simplify
3780   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3781   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3782    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
3783      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3784                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3785                                                      wi::to_wide (cst)
3786                                                      + 1)); })))))
3787 (for cmp  (ge lt)
3788      acmp (gt le)
3789  (simplify
3790   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
3791   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
3792    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
3793     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
3794                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
3795                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
3797 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3798    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3799    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3800    that with expression code iteration.  */
3801 (for cmp (tcc_comparison)
3802      icmp (inverted_tcc_comparison)
3803      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3804  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3805     and handle some more cases by using
3806       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3807     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3808     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3809  (simplify
3810   (bit_not (cmp @0 @1))
3811   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3812        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3813    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3814       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3815       a computed operator in the replacement tree thus we have
3816       to play the trick below.  */
3817    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3818              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3819     (if (ic == icmp)
3820      (icmp @0 @1)
3821      (if (ic == ncmp)
3822       (ncmp @0 @1))))))
3823  (simplify
3824   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3825   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3826             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3827    (if (ic == icmp)
3828     (icmp @0 @1)
3829     (if (ic == ncmp)
3830      (ncmp @0 @1))))))
3832 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3833    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3834    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3835    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3836    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3837 (for cmp (eq ne)
3838  (for sub (minus pointer_diff)
3839   (simplify
3840    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3841    (if (single_use (@2))
3842     (cmp @0 @1)))))
3844 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3845    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3846    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3847    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3848 (for cmp (simple_comparison)
3849      scmp (swapped_simple_comparison)
3850  (simplify
3851   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3852   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3853   (if (integer_zerop (@1))
3854    (cmp @1 @2)
3855    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3856         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3857         && single_use (@3))
3858     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3859     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3860      (scmp @0 @2)
3861      (cmp @0 @2))))))
3863 /* For integral types with undefined overflow fold
3864    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
3865    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
3866    Z / 2^n Z.  */
3867 (for cmp (eq ne)
3868  (simplify
3869   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3870   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3871        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3872        && wi::to_wide (@1) != 0)
3873    (with { widest_int quot; }
3874     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
3875                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
3876      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
3877      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3878    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3879         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3880         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
3881     (cmp @0
3882      {
3883        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3884        int p = TYPE_PRECISION (itype);
3885        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
3886        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
3887        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
3888                                     p, TYPE_SIGN (itype));
3889        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
3890      })))))
3892 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3893    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3894 (for cmp (eq ge le)
3895  (simplify
3896   (cmp @0 @0)
3897   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3898        || ! HONOR_NANS (@0))
3899    { constant_boolean_node (true, type); }
3900    (if (cmp != EQ_EXPR)
3901     (eq @0 @0)))))
3902 (for cmp (ne gt lt)
3903  (simplify
3904   (cmp @0 @0)
3905   (if (cmp != NE_EXPR
3906        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3907        || ! HONOR_NANS (@0))
3908    { constant_boolean_node (false, type); })))
3909 (for cmp (unle unge uneq)
3910  (simplify
3911   (cmp @0 @0)
3912   { constant_boolean_node (true, type); }))
3913 (for cmp (unlt ungt)
3914  (simplify
3915   (cmp @0 @0)
3916   (unordered @0 @0)))
3917 (simplify
3918  (ltgt @0 @0)
3919  (if (!flag_trapping_math)
3920   { constant_boolean_node (false, type); }))
3922 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3923 (for cmp (simple_comparison)
3924  (simplify
3925   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3926   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3927    (cmp @1 @0))))
3929 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3930 (for cmp (simple_comparison)
3931      scmp (swapped_simple_comparison)
3932  (simplify
3933   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3934   (if (single_use (@2)
3935        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3936    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3938 (for cmp (simple_comparison)
3939  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3940  (simplify
3941   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3942   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3943        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3944            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3945        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3946            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3947    (with
3948     {
3949       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3950       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3951         {
3952           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3953           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3954               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3955             type1 = float_type_node;
3956           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3957               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3958             type1 = double_type_node;
3959         }
3960       tree newtype
3961         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3962            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
3963     }
3964     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3965      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3967  (simplify
3968   (cmp @0 REAL_CST@1)
3969   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3970   (switch
3971    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3972    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3973     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3974    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3975    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3976         && ! HONOR_SNANS (@1))
3977     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3978    /* Fold comparisons against infinity.  */
3979    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3980         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3981     (with
3982      {
3983        REAL_VALUE_TYPE max;
3984        enum tree_code code = cmp;
3985        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3986        if (neg)
3987          code = swap_tree_comparison (code);
3988      }
3989      (switch
3990       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3991       (if (code == GT_EXPR
3992            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3993        { constant_boolean_node (false, type); })
3994       (if (code == LE_EXPR)
3995        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3996        (if (! HONOR_NANS (@0))
3997         { constant_boolean_node (true, type); }
3998         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3999            an "invalid" exception.  */
4000         (if (!flag_trapping_math)
4001          (eq @0 @0))))
4002       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
4003          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
4004       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4005            || code == GE_EXPR)
4006        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4007         (if (neg)
4008          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4009          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4010       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
4011       (if (code == LT_EXPR)
4012        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4013         (if (neg)
4014          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4015          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4016       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
4017          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
4018       (if (code == NE_EXPR)
4019        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4020         (if (! HONOR_NANS (@0))
4021          (if (neg)
4022           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4023           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
4024          (if (neg)
4025           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4026           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
4028  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
4029     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
4030     comparison with a revised real constant as long as no overflow
4031     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
4032  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4033   (for op (plus minus)
4034    (simplify
4035     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4036     (with
4037      {
4038        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
4039                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
4040      }
4041      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4042       (cmp @0 { tem; }))))))
4044  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
4045     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
4046     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
4047     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
4048  (if (flag_associative_math)
4049   (simplify
4050    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
4051    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
4052     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4053      (cmp { tem; } @1)))))
4055  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
4056  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
4057   (for sq (SQRT)
4058    (simplify
4059     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
4060     (switch
4061      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4062       (switch
4063        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
4064        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4065         { constant_boolean_node (false, type); })
4066        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
4067           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
4068        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
4069         { constant_boolean_node (true, type); })
4070        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
4071        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
4072      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4073       (switch
4074        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
4075        (if (cmp == LT_EXPR)
4076         { constant_boolean_node (false, type); })
4077        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
4078        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
4079         { constant_boolean_node (true, type); })
4080        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
4081        (if (cmp == LE_EXPR)
4082         (eq @0 @1))
4083        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
4084           == or !=.  In the last case:
4086             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
4088           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
4089           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
4090        (cmp @0 @1)))
4091      (if ((cmp == LT_EXPR
4092            || cmp == LE_EXPR
4093            || cmp == GT_EXPR
4094            || cmp == GE_EXPR)
4095           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4096           /* Give up for -frounding-math.  */
4097           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
4098       (with
4099        {
4100          REAL_VALUE_TYPE c2;
4101          enum tree_code ncmp = cmp;
4102          const real_format *fmt
4103            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
4104          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
4105                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
4106          real_convert (&c2, fmt, &c2);
4107          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
4108             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
4109          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
4110            {
4111              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4112                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
4113              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4114                ncmp = ERROR_MARK;
4115              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4116                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
4117                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
4118              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4119                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
4120                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
4121              else
4122                {
4123                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
4124                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
4125                     to be adjusted.  */
4126                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
4127                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4128                    tow = dconst0;
4129                  else
4130                    real_inf (&tow);
4131                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
4132                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
4133                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
4134                    ncmp = ERROR_MARK;
4135                  else
4136                    {
4137                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4138                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
4139                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4140                        ncmp = ERROR_MARK;
4141                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
4142                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
4143                        c2 = c2alt;
4144                    }
4145                }
4146            }
4147        }
4148        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4149         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4150          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
4151          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
4152           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4153           { constant_boolean_node (false, type); })
4154          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
4155          (if (ncmp != ERROR_MARK)
4156           (if (ncmp == GE_EXPR)
4157            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4158            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4159         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
4160         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4161          (switch
4162           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
4163              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
4164           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4165            { constant_boolean_node (true, type); })
4166           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
4167              don't care about NaNs.  */
4168           (if (! HONOR_NANS (@0))
4169            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4170           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
4171              don't care about Infinities.  */
4172           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4173            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4174           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4175           (if (GENERIC)
4176            (truth_andif
4177             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4178             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4179          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4180          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4181           (if (ncmp == LT_EXPR)
4182            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4183            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4184           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4185           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4186            (if (ncmp == LT_EXPR)
4187             (truth_andif
4188              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4189              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4190             (truth_andif
4191              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4192              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4193    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4194    (simplify
4195     (cmp (sq @0) (sq @1))
4196       (if (! HONOR_NANS (@0))
4197         (cmp @0 @1))))))
4199 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4200 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4201      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4202  (simplify
4203   (cmp (float@0 @1) (float @2))
4204    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4205         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4206     (with
4207      {
4208        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
4209        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4210        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
4211        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
4212        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
4213      }
4214      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
4215           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
4216       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
4217        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
4218        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
4219             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
4220         (icmp @1 (convert @2))
4221         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
4222              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
4223          (icmp (convert:type2 @1) @2)
4224          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
4225               && type1_signed_p == type2_signed_p)
4226           (icmp @1 @2))))))))))
4228 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
4229 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
4230      icmp (le le eq ne ge ge)
4231  (simplify
4232   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
4233    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4234         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4235     (with
4236      {
4237        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4238        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
4239        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4240        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
4241           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
4242           TODO: relax under -fno-trapping-math or
4243           -fno-signaling-nans.  */
4244        bool exception_p
4245          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
4246                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
4247      }
4248      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
4249         -fno-trapping-math.  */
4250      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
4251       (with
4252        {
4253          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
4254          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
4255          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
4256          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
4258          REAL_VALUE_TYPE icst;
4259          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4260            real_ceil (&icst, fmt, cst);
4261          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4262            real_floor (&icst, fmt, cst);
4263          else
4264            real_trunc (&icst, fmt, cst);
4266          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
4268          bool overflow_p = false;
4269          wide_int icst_val
4270            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
4271        }
4272        (switch
4273         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
4274         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
4275          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4276                                   type); })
4277         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
4278          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4279                                   type); })
4280         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
4281         (if (cst_int_p)
4282          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
4283                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
4284         )
4285         /* When CST is fractional, optimize
4286             (FTYPE) N == CST -> 0
4287             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
4288         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4289          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4290         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
4291         (with
4292          {
4293            gcc_checking_assert (!overflow_p);
4294          }
4295          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
4297 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
4298 (for cmp (eq ne)
4299  (simplify
4300   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
4301   (if (!integer_zerop (@1))
4302    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
4303     (cmp @0 @2)
4304     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4305      (with
4306       {
4307         wi::overflow_type ovf;
4308         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4309                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4310       }
4311       (if (ovf)
4312        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4313        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
4314 (for cmp (lt le gt ge)
4315  (simplify
4316   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4317   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4318    (with
4319     {
4320       wi::overflow_type ovf;
4321       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4322                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4323     }
4324     (if (ovf)
4325      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
4326                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
4327                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
4328      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
4330 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
4332    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
4333    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
4334    multiplication computed modulo 2^size.
4335    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
4336 (for cmp  (lt le gt ge)
4337      cmp2 (ge ge lt lt)
4338  (simplify
4339   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4340   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
4341        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4342        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4343    (with
4344     {
4345       tree utype = TREE_TYPE (@2);
4346       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
4347       wide_int right = wi::to_wide (@2);
4348       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4349       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4350       bool small = wi::leu_p (right, smax);
4351       bool large = wi::geu_p (right, smin);
4352     }
4353     (if (small || large)
4354      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
4355      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
4357 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
4358 (simplify
4359  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
4360  (if (types_match (@0, @1))
4361   (unordered @0 @1)))
4362 (simplify
4363  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
4364  (if (types_match (@0, @1))
4365   (ordered @0 @1)))
4366 (simplify
4367  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
4368  @2)
4369 (simplify
4370  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
4371  @2)
4373 /* Simple range test simplifications.  */
4374 /* A < B || A >= B -> true.  */
4375 (for test1 (lt le le le ne ge)
4376      test2 (ge gt ge ne eq ne)
4377  (simplify
4378   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4379   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4380        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4381    { constant_boolean_node (true, type); })))
4382 /* A < B && A >= B -> false.  */
4383 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
4384      test2 (ge gt eq gt eq gt)
4385  (simplify
4386   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4387   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4388        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4389    { constant_boolean_node (false, type); })))
4391 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
4392    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
4394    Note that comparisons
4395      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
4396      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
4397    will be canonicalized to above so there's no need to
4398    consider them here.
4399  */
4401 (for cmp (le gt)
4402      eqcmp (eq ne)
4403  (simplify
4404   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4405   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4406    (with
4407     {
4408      tree ty = TREE_TYPE (@0);
4409      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
4410      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
4411      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
4412      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
4413     }
4414     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
4415          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
4416       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
4417              { build_zero_cst (ty); }))))))
4419 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
4420 (for cmp (tcc_comparison)
4421      scmp (swapped_tcc_comparison)
4422  (simplify
4423   (cmp (negate @0) (negate @1))
4424   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4425        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4426            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4427    (scmp @0 @1)))
4428  (simplify
4429   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4430   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4431        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4432            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4433    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
4434     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4435      (scmp @0 { tem; }))))))
4437 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
4438 (for op (eq ne)
4439  (simplify
4440   (op (abs @0) zerop@1)
4441   (op @0 @1)))
4443 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
4444    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
4445 (for cmp (simple_comparison)
4446  (simplify
4447   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
4448   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4449        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
4450           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
4451        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
4452             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4453                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
4454                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
4455                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
4456        && single_use (@0))
4457    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4458         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4459             || @1 != @10)
4460         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4461             || cmp == NE_EXPR
4462             || cmp == EQ_EXPR)
4463         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
4464     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
4465        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
4466        constant which fold_convert produces.  */
4467     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4468      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
4469                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
4470      (cmp @00 (convert @1)))
4472     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
4473      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
4474      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4475            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4476            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4477                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
4478           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
4479               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
4480                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
4481                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
4482                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
4483               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4484                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4485                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
4486       (cmp @00 (convert @10))
4487       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
4488            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
4489            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
4490        (with
4491         {
4492           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4493           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
4494           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
4495           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
4496         }
4497         (if (above || below)
4498          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4499           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
4500           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4501            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
4502            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4503             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
4505 (for cmp (eq ne)
4506  (simplify
4507   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
4508   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
4509   (with
4510    { poly_int64 off; tree base; }
4511    /* A local variable can never be pointed to by
4512       the default SSA name of an incoming parameter.  */
4513    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
4514         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
4515         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
4516         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
4517         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
4518     (if (cmp == NE_EXPR)
4519      { constant_boolean_node (true, type); }
4520      { constant_boolean_node (false, type); })
4521     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
4522     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
4523          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
4524          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
4525      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
4526       (if (known_ne (off, 0))
4527        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4528        (if (known_eq (off, 0))
4529         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
4531 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
4532 (for cmp (eq ne)
4534  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
4535     Similarly for NE_EXPR.  */
4536  (simplify
4537   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4538   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
4539        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
4540    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4542  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
4543  (simplify
4544   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
4545   (cmp @0 @1))
4547  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
4548     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
4549  (simplify
4550   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
4551   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
4553  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
4554  (simplify
4555   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4556   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
4557    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
4559  (simplify
4560   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
4561   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
4562    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4564  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
4565  (simplify
4566   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
4567   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
4569 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
4570    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4571    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
4572    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4573 (for cmp (eq ne)
4574      ncmp (ge lt)
4575  (for sgncmp (ge lt)
4576   (simplify
4577    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
4578    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4579         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4580         && types_match (@0, @1))
4581     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
4582 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
4583    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
4584 (for cmp (eq ne)
4585      ncmp (lt ge)
4586  (simplify
4587   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
4588    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4589         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4590         && types_match (@0, @1))
4591     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
4593 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
4594    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
4595 (for cmp (eq ne)
4596      icmp (ne eq)
4597  (simplify
4598   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
4599   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4601 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
4602    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
4603 (simplify
4604  (cond
4605   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
4606   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
4607  (if (integer_pow2p (@2))
4608   (with {
4609      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
4610                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
4611    }
4612    (if (shift > 0)
4613     (bit_and
4614      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
4615     (bit_and
4616      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
4617      @2)))))
4619 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
4620    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
4621 (for cmp (eq ne)
4622      ncmp (ge lt)
4623  (simplify
4624   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
4625   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4626        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4627        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
4628        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
4629    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4630     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
4632 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
4633    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
4634 (simplify
4635  (cond
4636   (lt @0 integer_zerop)
4637   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
4638  (if (integer_pow2p (@1)
4639       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4640   (with {
4641     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
4642    }
4643    (if (shift >= 0)
4644     (bit_and
4645      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
4646      @1)
4647     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
4648        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
4649     (bit_and (convert @0) @1)))))
4651 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
4652    This implements some remaining parts of fold_comparison address
4653    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
4654    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
4655 (for cmp (simple_comparison)
4656  (simplify
4657   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
4658   (with
4659    {
4660      poly_int64 off0, off1;
4661      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
4662      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
4663      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
4664        {
4665          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
4666          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
4667        }
4668      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
4669        {
4670          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
4671          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
4672        }
4673    }
4674    (if (base0 && base1)
4675     (with
4676      {
4677        int equal = 2;
4678        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
4679           the value expressions might point to fields/elements
4680           of other vars etc.  */
4681        if (GENERIC
4682            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
4683                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
4684          ;
4685        else if (decl_in_symtab_p (base0)
4686                 && decl_in_symtab_p (base1))
4687          equal = symtab_node::get_create (base0)
4688                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
4689        else if ((DECL_P (base0)
4690                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
4691                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
4692                 && (DECL_P (base1)
4693                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
4694                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
4695          equal = (base0 == base1);
4696        if (equal == 0)
4697          {
4698            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
4699            off0.is_constant (&ioff0);
4700            off1.is_constant (&ioff1);
4701            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
4702                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
4703                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
4704                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
4705                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
4706                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
4707                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
4708                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
4709                       will not end up being string-merged.  */
4710                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
4711                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
4712                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
4713                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
4714              ;
4715            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
4716              equal = 2;
4717            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
4718              equal = 2;
4719            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
4720               valid equalities where one pointer is the offset zero
4721               of one object and the other to one past end of another one.  */
4722            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
4723              ;
4724            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
4725               variables.  */
4726            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
4727              ;
4728            else
4729              {
4730                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
4731                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
4732                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
4733                   punt.  */
4734                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
4735                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
4736                  equal = 2;
4737                else
4738                  {
4739                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
4740                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
4741                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
4742                       of one object and the other is pointing to one past the
4743                       last byte of the other object, punt.  */
4744                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
4745                      equal = 2;
4746                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
4747                      equal = 2;
4748                    /* If both offsets are the same, there are some cases
4749                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
4750                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
4751                    if (equal == 2
4752                        && known_eq (off0, off1)
4753                        && (known_ne (off0, 0)
4754                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
4755                      equal = 0;
4756                  }
4757              }
4758          }
4759      }
4760      (if (equal == 1
4761           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
4762               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
4763               || known_eq (off0, off1)
4764               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4765                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
4766               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4767                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
4768       (switch
4769        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4770         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
4771        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
4772         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
4773        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
4774         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
4775        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
4776         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
4777        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
4778         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
4779        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
4780         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
4781       (if (equal == 0)
4782         (switch
4783          (if (cmp == EQ_EXPR)
4784           { constant_boolean_node (false, type); })
4785          (if (cmp == NE_EXPR)
4786           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
4788 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
4789 (for neeq (ne eq)
4790  (simplify
4791   (neeq @0 @1)
4792   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4793        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
4794    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
4796 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
4797    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
4798    Disable the transform if either operand is pointer to function.
4799    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
4800    canonicalizaion is not wanted.  */
4802 (for cmp (ne eq)
4803  (simplify
4804   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
4805   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4806          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4807          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4808         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4809             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4810             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4811        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
4812    (cmp @0 (convert @1)))))
4814 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
4815 (for cmp (lt gt le ge)
4816  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
4817     the specified precision will have known values.  */
4818  (simplify
4819   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
4820   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4821         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4822         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4823        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
4824    (with
4825     {
4826       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
4827       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
4828       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
4829       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
4830       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
4831       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
4832     }
4833     (switch
4834      (if (wi::to_wide (cst) == max)
4835       (switch
4836        (if (cmp == GT_EXPR)
4837         { constant_boolean_node (false, type); })
4838        (if (cmp == GE_EXPR)
4839         (eq @2 @1))
4840        (if (cmp == LE_EXPR)
4841         { constant_boolean_node (true, type); })
4842        (if (cmp == LT_EXPR)
4843         (ne @2 @1))))
4844      (if (wi::to_wide (cst) == min)
4845       (switch
4846        (if (cmp == LT_EXPR)
4847         { constant_boolean_node (false, type); })
4848        (if (cmp == LE_EXPR)
4849         (eq @2 @1))
4850        (if (cmp == GE_EXPR)
4851         { constant_boolean_node (true, type); })
4852        (if (cmp == GT_EXPR)
4853         (ne @2 @1))))
4854      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
4855       (switch
4856        (if (cmp == GT_EXPR)
4857         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4858                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4859                                                       wi::to_wide (cst)
4860                                                       + 1)); }))
4861        (if (cmp == LE_EXPR)
4862         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4863                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4864                                                       wi::to_wide (cst)
4865                                                       + 1)); }))))
4866      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
4867       (switch
4868        (if (cmp == GE_EXPR)
4869         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4870                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4871                                                       wi::to_wide (cst)
4872                                                       - 1)); }))
4873        (if (cmp == LT_EXPR)
4874         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4875                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4876                                                       wi::to_wide (cst)
4877                                                       - 1)); }))))
4878      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
4879           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
4880           /* We will flip the signedness of the comparison operator
4881              associated with the mode of @1, so the sign bit is
4882              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
4883              max associated with this sign bit.  */
4884           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
4885           /* signed_type does not work on pointer types.  */
4886           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
4887       /* The following case also applies to X < signed_max+1
4888          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
4889       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4890        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
4891         (switch
4892          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
4893           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4894          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
4895           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4896          (if (cmp == LE_EXPR)
4897           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
4898          (if (cmp == GT_EXPR)
4899           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
4901 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4902  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
4903  (simplify
4904   (cmp @0 REAL_CST@1)
4905   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4906        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
4907    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
4908                             ? false : true, type); })))
4910 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
4911 (simplify
4912  (ne @0 integer_zerop)
4913  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4914       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4915   (non_lvalue @0)))
4916 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
4917 (simplify
4918  (eq @0 integer_onep)
4919  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
4920       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4921   (non_lvalue @0)))
4922 /* Do not handle
4923    bool_var == 0 becomes !bool_var or
4924    bool_var != 1 becomes !bool_var
4925    here because that only is good in assignment context as long
4926    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
4927    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
4928    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
4930 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
4931    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
4932    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
4933    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
4934 (for cmp (lt le ge gt)
4935      out (gt gt le le)
4936  (simplify
4937   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
4938   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4939        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4940        && wi::to_wide (@1) != 0
4941        && single_use (@2))
4942    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
4943     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
4944                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
4945                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
4947 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
4948    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
4949    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
4950 (for cmp (gt le)
4951  (simplify
4952   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
4953   (if (single_use (@2)
4954        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4955        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4956    (cmp @1 @0))))
4958 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
4959 (for cmp (ge lt)
4960  (simplify
4961   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
4962    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4963         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
4964     (cmp @1 @0))))
4966 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
4967 /* A - B > A  */
4968 (for cmp (gt le)
4969      out (ne eq)
4970  (simplify
4971   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
4972   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4973        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4974    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4975 /* A + B < A  */
4976 (for cmp (lt ge)
4977      out (ne eq)
4978  (simplify
4979   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
4980   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4981        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4982    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4984 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
4985    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4986 (for cmp (lt ge)
4987      out (ne eq)
4988  (simplify
4989   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
4990   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4991    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
4992     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
4994 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
4995    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
4996    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
4997 (for cmp (eq ne)
4998  (simplify
4999   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
5000        integer_zerop)
5001   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5002        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5003        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5004        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
5005            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5006        && tree_fits_uhwi_p (@2)
5007        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5008        && types_match (@0, @1)
5009        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5010        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
5011            != CODE_FOR_nothing))
5012    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5013     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5015 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
5016    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
5017    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
5018    section that follows this one.
5020    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
5021    the following:
5023    - the rule describes an identity
5025    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
5026      multiplication
5028    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
5029      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
5030      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
5031      when the operand has that value.)  */
5033 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5034  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
5035  (simplify
5036   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
5037   (if (!HONOR_SNANS (type))
5038    @0))
5040  (for op (plus minus)
5041   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
5042   (simplify
5043    (op (rdiv @0 @1)
5044        (rdiv @2 @1))
5045    (rdiv (op @0 @2) @1)))
5047  (for cmp (lt le gt ge)
5048       neg_cmp (gt ge lt le)
5049   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
5050   (simplify
5051    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5052    (with
5053     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
5054     (if (tem
5055          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
5056               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
5057      (switch
5058       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5059        (cmp @0 { tem; }))
5060       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5061        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
5063  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
5064  (for root (SQRT CBRT)
5065   (simplify
5066    (mult (root:s @0) (root:s @1))
5067     (root (mult @0 @1))))
5069  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
5070  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5071   (simplify
5072    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
5073     (exps (plus @0 @1))))
5075  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
5076  (for root (SQRT CBRT)
5077   (simplify
5078    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
5079     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
5081  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
5082  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5083   (simplify
5084    (rdiv @0 (exps:s @1))
5085     (mult @0 (exps (negate @1)))))
5087  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5088       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5089   /* logN(expN(x)) -> x.  */
5090   (simplify
5091    (logs (exps @0))
5092    @0)
5093   /* expN(logN(x)) -> x.  */
5094   (simplify
5095    (exps (logs @0))
5096    @0))
5098  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
5099     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
5100     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
5101  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
5102       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
5103   (simplify
5104    (logs (exps @0))
5105    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5106     (with {
5107       tree x;
5108       switch (exps)
5109         {
5110         CASE_CFN_EXP:
5111           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
5112           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
5113           break;
5114         CASE_CFN_EXP2:
5115           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
5116           x = build_real (type, dconst2);
5117           break;
5118         CASE_CFN_EXP10:
5119         CASE_CFN_POW10:
5120           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
5121           {
5122             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
5123             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
5124             x = build_real (type, dconst10);
5125           }
5126           break;
5127         default:
5128           gcc_unreachable ();
5129         }
5130       }
5131      (mult (logs { x; }) @0)))))
5133  (for logs (LOG LOG
5134             LOG2 LOG2
5135             LOG10 LOG10)
5136       exps (SQRT CBRT)
5137   (simplify
5138    (logs (exps @0))
5139    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5140     (with {
5141       tree x;
5142       switch (exps)
5143         {
5144         CASE_CFN_SQRT:
5145           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
5146           x = build_real (type, dconsthalf);
5147           break;
5148         CASE_CFN_CBRT:
5149           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
5150           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
5151           break;
5152         default:
5153           gcc_unreachable ();
5154         }
5155       }
5156      (mult { x; } (logs @0))))))
5158  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
5159  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
5160       pows (POW)
5161   (simplify
5162    (logs (pows @0 @1))
5163    (mult @1 (logs @0))))
5165  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
5166     or if C is a positive power of 2,
5167     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
5168 #if GIMPLE
5169  (for pows (POW)
5170       exps (EXP)
5171       logs (LOG)
5172       exp2s (EXP2)
5173       log2s (LOG2)
5174   (simplify
5175    (pows REAL_CST@0 @1)
5176    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5177         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
5178         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
5179            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5180            beneficial for all constants to postpone this until later,
5181            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5182            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5183            pessimization.  */
5184         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5185     (with {
5186        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5187        bool use_exp2 = false;
5188        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
5189            && value->cl == rvc_normal)
5190          {
5191            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5192            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
5193            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
5194              use_exp2 = true;
5195          }
5196      }
5197      (if (!use_exp2)
5198       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
5199        (exps (mult (logs @0) @1)))
5200       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
5201 #endif
5203  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
5204  (for pows (POW)
5205       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5206       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5207   (simplify
5208    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
5209    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5210         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5211     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
5213  (for sqrts (SQRT)
5214       cbrts (CBRT)
5215       pows (POW)
5216       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5217   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
5218   (simplify
5219    (sqrts (exps @0))
5220    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
5221   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
5222   (simplify
5223    (cbrts (exps @0))
5224    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5225   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
5226   (simplify
5227    (pows (exps @0) @1)
5228    (exps (mult @0 @1))))
5230  /* tan(atan(x)) -> x.  */
5231  (for tans (TAN)
5232       atans (ATAN)
5233   (simplify
5234    (tans (atans @0))
5235    @0)))
5237  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
5238  (for sins (SIN)
5239       atans (ATAN)
5240       sqrts (SQRT)
5241       copysigns (COPYSIGN)
5242   (simplify
5243    (sins (atans:s @0))
5244    (with
5245      {
5246       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5247       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5248       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5249       tree t_one = build_one_cst (type);
5250      }
5251     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5252      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5253       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5254       (copysigns { t_one; } @0))))))
5256 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
5257  (for coss (COS)
5258       atans (ATAN)
5259       sqrts (SQRT)
5260       copysigns (COPYSIGN)
5261   (simplify
5262    (coss (atans:s @0))
5263    (with
5264      {
5265       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5266       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5267       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5268       tree t_one = build_one_cst (type);
5269       tree t_zero = build_zero_cst (type);
5270      }
5271     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5272      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5273       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5274       (copysigns { t_zero; } @0))))))
5276  (if (!flag_errno_math)
5277   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
5278   (for sinhs (SINH)
5279        atanhs (ATANH)
5280        sqrts (SQRT)
5281    (simplify
5282     (sinhs (atanhs:s @0))
5283     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5284     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
5286   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
5287   (for coshs (COSH)
5288        atanhs (ATANH)
5289        sqrts (SQRT)
5290    (simplify
5291     (coshs (atanhs:s @0))
5292     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5293     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
5295 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
5296 (simplify
5297  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
5298  (abs @0))
5300 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
5301 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5302  (simplify
5303   (fns (fns @0))
5304   (fns @0)))
5305 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
5306 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5307  (simplify
5308   (fns integer_valued_real_p@0)
5309   @0))
5311 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
5312 (simplify
5313  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
5314  (abs @0))
5316 /* pow(1,x) -> 1.  */
5317 (simplify
5318  (POW real_onep@0 @1)
5319  @0)
5321 (simplify
5322  /* copysign(x,x) -> x.  */
5323  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
5324  @0)
5326 (simplify
5327  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
5328  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
5329  @1)
5331 (simplify
5332  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
5333  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
5334  (abs @0))
5336 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
5337  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
5338  (simplify
5339   (scale real_zerop@0 @1)
5340   @0)
5341  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
5342  (simplify
5343   (scale @0 integer_zerop@1)
5344   @0)
5345  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
5346  (simplify
5347   (scale REAL_CST@0 @1)
5348   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5349    @0)))
5351 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
5352    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
5354    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
5355    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
5356    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
5357    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
5359 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
5360  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
5361  (simplify
5362   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
5363    (SIN @0))
5365  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
5366  (simplify
5367   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
5368   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5369    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
5371  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
5372  (simplify
5373   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
5374    (TAN @0))
5376  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
5377  (simplify
5378   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
5379    (TANH @0))
5381  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
5382  (simplify
5383    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
5384    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
5386  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
5387  (simplify
5388   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
5389    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
5391  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
5392  (simplify
5393   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
5394   (if (! HONOR_NANS (@0)
5395        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5396    (COS @0)))
5398  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
5399  (simplify
5400   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
5401   (if (! HONOR_NANS (@0)
5402        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5403    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
5405  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
5406  (simplify
5407   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
5408    (POW @0 (plus @1 @2)))
5410  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
5411  (simplify
5412   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
5413    (POW (mult @0 @2) @1))
5415  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
5416  (simplify
5417   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
5418    (POWI (mult @0 @2) @1))
5420  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
5421  (simplify
5422   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
5423   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
5424    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
5426  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
5427  (simplify
5428   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
5429    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
5431  (for sqrts (SQRT)
5432       cbrts (CBRT)
5433       pows (POW)
5434   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
5435   (simplify
5436    (sqrts (sqrts @0))
5437    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
5438   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5439   (simplify
5440    (sqrts (cbrts @0))
5441    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5442   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
5443   (simplify
5444    (cbrts (sqrts @0))
5445    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
5446   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
5447   (simplify
5448    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
5449    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
5450   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
5451   (simplify
5452    (sqrts (pows @0 @1))
5453    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5454   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
5455   (simplify
5456    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
5457    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5458   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
5459   (simplify
5460    (pows (sqrts @0) @1)
5461    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
5462   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
5463   (simplify
5464    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
5465    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5466   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
5467   (simplify
5468    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
5469    (pows @0 (mult @1 @2))))
5471  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5472  (simplify
5473   (CABS (complex @0 @0))
5474   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5476  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
5477  (simplify
5478   (HYPOT @0 @0)
5479   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
5481  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
5482  (for cexps (CEXP)
5483       exps (EXP)
5484       cexpis (CEXPI)
5485   (simplify
5486    (cexps compositional_complex@0)
5487    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
5488     (complex
5489      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
5490      (mult @1 (imagpart @2)))))))
5492 (if (canonicalize_math_p ())
5493  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
5494  (for floors (FLOOR_ALL)
5495       truncs (TRUNC_ALL)
5496   (simplify
5497    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5498    (truncs @0))))
5500 (match double_value_p
5501  @0
5502  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
5503 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
5504             BUILT_IN_FLOORL
5505             BUILT_IN_CEILL
5506             BUILT_IN_ROUNDL
5507             BUILT_IN_NEARBYINTL
5508             BUILT_IN_RINTL)
5509      tos (BUILT_IN_TRUNC
5510           BUILT_IN_FLOOR
5511           BUILT_IN_CEIL
5512           BUILT_IN_ROUND
5513           BUILT_IN_NEARBYINT
5514           BUILT_IN_RINT)
5515  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
5516  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5517   (simplify
5518    (froms (convert double_value_p@0))
5519    (convert (tos @0)))))
5521 (match float_value_p
5522  @0
5523  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
5524 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
5525             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
5526             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
5527             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
5528             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
5529             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
5530      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
5531           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
5532           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
5533           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
5534           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
5535           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
5536  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
5537     if x is a float.  */
5538  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
5539       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
5540   (simplify
5541    (froms (convert float_value_p@0))
5542    (convert (tos @0)))))
5544 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
5545      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5546  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
5547  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5548   (simplify
5549    (froms (convert double_value_p@0))
5550    (tos @0))))
5552 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
5553             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
5554      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
5555  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
5556     if x is a float.  */
5557  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
5558   (simplify
5559    (froms (convert float_value_p@0))
5560    (tos @0))))
5562 (if (canonicalize_math_p ())
5563  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
5564  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
5565   (simplify
5566    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
5567    (fix_trunc @0))))
5569 (if (canonicalize_math_p ())
5570  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5571  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
5572            ICEIL LCEIL LLCEIL
5573            IROUND LROUND LLROUND)
5574   (simplify
5575    (fns integer_valued_real_p@0)
5576    (fix_trunc @0)))
5577  (if (!flag_errno_math)
5578   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
5579   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
5580    (simplify
5581     (rints integer_valued_real_p@0)
5582     (fix_trunc @0)))))
5584 (if (canonicalize_math_p ())
5585  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
5586       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
5587       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
5588   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
5589      sizeof (int) == sizeof (long).  */
5590   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
5591        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5592    (simplify
5593     (ifn @0)
5594     (lfn:long_integer_type_node @0)))
5595   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
5596      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
5597   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
5598        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
5599    (simplify
5600     (llfn @0)
5601     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
5603 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
5604 (simplify
5605  (CPROJ @0)
5606  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
5607    @0))
5609 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
5610    nonnegative, return (inf + 0i).  */
5611 (simplify
5612  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
5613  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5614   { build_complex_inf (type, false); }))
5616 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
5617 (simplify
5618  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
5619  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5620   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
5622 (for pows (POW)
5623      sqrts (SQRT)
5624      cbrts (CBRT)
5625  (simplify
5626   (pows @0 REAL_CST@1)
5627   (with {
5628     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5629     REAL_VALUE_TYPE tmp;
5630    }
5631    (switch
5632     /* pow(x,0) -> 1.  */
5633     (if (real_equal (value, &dconst0))
5634      { build_real (type, dconst1); })
5635     /* pow(x,1) -> x.  */
5636     (if (real_equal (value, &dconst1))
5637      @0)
5638     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
5639     (if (real_equal (value, &dconstm1))
5640      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
5641     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
5642     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5643          && canonicalize_math_p ()
5644          && real_equal (value, &dconsthalf))
5645      (sqrts @0))
5646     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
5647     (if (flag_unsafe_math_optimizations
5648          && canonicalize_math_p ()
5649          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
5650              real_equal (value, &tmp)))
5651      (cbrts @0))))))
5653 /* powi(1,x) -> 1.  */
5654 (simplify
5655  (POWI real_onep@0 @1)
5656  @0)
5658 (simplify
5659  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
5660  (switch
5661   /* powi(x,0) -> 1.  */
5662   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
5663    { build_real (type, dconst1); })
5664   /* powi(x,1) -> x.  */
5665   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
5666    @0)
5667   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
5668   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
5669    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
5671 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
5673    These are conceptually similar to the transformations performed for
5674    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
5675    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
5677 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
5678    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
5679    is the widest mode from all of these.  */
5680 (for op (plus minus mult rdiv)
5681  (simplify
5682    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
5683    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
5684       both operands are widening conversions from the same type as the outer
5685       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
5686       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
5687       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
5688    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5689         && op != MULT_EXPR
5690         && op != RDIV_EXPR
5691         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5692            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
5693         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5694         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5695         /* The precision of the type of each operand must match the
5696            precision of the mode of each operand, similarly for the
5697            result.  */
5698         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5699         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
5700         && type_has_mode_precision_p (type)
5701         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5702         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
5703         && types_match (@1, type)
5704         && (types_match (@1, @2)
5705             /* Or the second operand is const integer or converted const
5706                integer from valueize.  */
5707             || TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST))
5708      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
5709        (op @1 (convert @2))
5710        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5711         (convert (op (convert:utype @1)
5712                      (convert:utype @2)))))
5713      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
5714           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5715                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
5716       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
5717               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
5718               tree itype = TREE_TYPE (@0);
5719               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
5720               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
5721               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
5722         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
5723              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
5724          (with { tree newtype = type;
5725                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
5726                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
5727                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
5728                    newtype = dfloat32_type_node;
5729                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
5730                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
5731                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
5732                    newtype = dfloat64_type_node;
5733                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
5734                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
5735                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
5736                    newtype = dfloat128_type_node; }
5737           (if ((newtype == dfloat32_type_node
5738                 || newtype == dfloat64_type_node
5739                 || newtype == dfloat128_type_node)
5740               && newtype == type
5741               && types_match (newtype, type))
5742             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
5743             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
5744                       newtype = ty1;
5745                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
5746                       newtype = ty2; }
5747                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
5748                   change results through affecting double rounding
5749                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
5750                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
5751                   + (long double)double) converted to
5752                   (float)(double + double), the transformation is
5753                   unsafe regardless of the details of the types
5754                   involved; double rounding can arise if the result
5755                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
5756                   between two representable TYPE values but the
5757                   exact value is sufficiently different (in the
5758                   right direction) for this difference to be
5759                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
5760                   same as TYPE, however, the transformation may be
5761                   safe depending on the types involved: it is safe
5762                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
5763                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
5764                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
5765                   exponent range for the product or ratio of two
5766                   values representable in the TYPE to be within the
5767                   range of normal values of ITYPE.  */
5768               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
5769                    && (flag_unsafe_math_optimizations
5770                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
5771                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
5772                                                            TYPE_MODE (type))
5773                            && !excess_precision_type (newtype)))
5774                    && !types_match (itype, newtype))
5775                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
5776                                    (convert:newtype @2)))
5777          )))) )
5778    ))
5781 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
5782    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
5783    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
5784    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
5785    arithmetic operation.  */
5786 (for op (minus plus)
5787  (simplify
5788   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
5789   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5790        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
5791           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
5792        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5793        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5794        /* The precision of the type of each operand must match the
5795           precision of the mode of each operand, similarly for the
5796           result.  */
5797        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5798        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
5799        && type_has_mode_precision_p (type)
5800        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
5801        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5802        && types_match (@0, @1)
5803        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
5804            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5805        && (wi::to_wide (@4)
5806            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
5807                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
5808    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
5809     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
5810      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
5811     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5812      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
5813                (convert:utype @4))))))))
5815 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
5816    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
5817 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
5818      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
5819      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
5820  (simplify
5821   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
5822   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5823        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
5824    (op @0 (ext @1 @2)))))
5826 (simplify
5827  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
5828  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
5829  { integer_zero_node; })
5831 (simplify
5832  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
5833  (SIGNBIT @0)
5834  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
5835   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
5837 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
5838 (for cmp (eq ne)
5839  (for op (plus minus)
5840       rop (minus plus)
5841   (simplify
5842    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5843    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5844         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
5845         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
5846         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
5847     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5848      (if (TREE_OVERFLOW (res)
5849           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5850       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5851       (if (single_use (@3))
5852        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
5853                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
5854 (for cmp (lt le gt ge)
5855  (for op (plus minus)
5856       rop (minus plus)
5857   (simplify
5858    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5859    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
5860         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
5861     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
5862      (if (TREE_OVERFLOW (res))
5863       {
5864         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5865                                 "when simplifying conditional to constant"),
5866                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
5867         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
5868         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
5869         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
5870                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
5871                         != (op == MINUS_EXPR);
5872         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
5873       }
5874       (if (single_use (@3))
5875        (with
5876         {
5877           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
5878                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
5879                                   "X cmp C2 -+ C1"),
5880                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
5881         }
5882         (cmp @0 { res; })))))))))
5884 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
5886 (simplify
5887  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
5888  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
5890 (simplify
5891  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
5892  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
5894 (simplify
5895  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
5896  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
5897   (view_convert @0)))
5899 (simplify
5900  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
5901  (switch
5902   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
5903        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5904    (switch
5905     (if (integer_zerop (@2))
5906      (view_convert (realpart @0)))
5907     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
5908      (view_convert (imagpart @0)))))
5909   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5910        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
5911        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
5912        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
5913        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
5914        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
5915             && integer_zerop (@2))
5916            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
5917               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
5918            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
5919                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
5920                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
5921                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
5922                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
5923                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5924                                             - TYPE_PRECISION (type))
5925                                          : 0)) == 0)))
5926    (convert @0))))
5928 /* Simplify vector extracts.  */
5930 (simplify
5931  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
5932  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5933       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5934           || (VECTOR_TYPE_P (type)
5935               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
5936   (with
5937    {
5938      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
5939                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
5940      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
5941      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
5942      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
5943      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
5944    }
5945    (if (n != 0
5946         && (idx % width) == 0
5947         && (n % width) == 0
5948         && known_le ((idx + n) / width,
5949                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
5950     (with
5951      {
5952        idx = idx / width;
5953        n = n / width;
5954        /* Constructor elements can be subvectors.  */
5955        poly_uint64 k = 1;
5956        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
5957          {
5958            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
5959            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
5960              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
5961          }
5962        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
5963      }
5964      (switch
5965       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
5966       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
5967        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
5968         { build_constructor (type, NULL); }
5969         (if (count == 1)
5970          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
5971           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
5972           { build_zero_cst (type); })
5973          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
5974             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
5975             uniform.  */
5976          (if (single_use (@0))
5977           {
5978             vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
5979             vec_alloc (vals, count);
5980             for (unsigned i = 0;
5981                  i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
5982               CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
5983                                       CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
5984             build_constructor (type, vals);
5985           }))))
5986       /* The bitfield references a single constructor element.  */
5987       (if (k.is_constant (&const_k)
5988            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
5989        (switch
5990         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
5991          { build_zero_cst (type); })
5992         (if (n == const_k)
5993          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
5994         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
5995                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
5997 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
5998    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
5999    not touching the extraction.  */
6000 (simplify
6001  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
6002  (with
6003   {
6004     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
6005     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
6006       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
6007     else
6008       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
6009   }
6010   (switch
6011    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
6012         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
6013                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6014     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
6015                                                  wi::to_wide (@rpos)
6016                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
6017    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
6018                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
6019         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
6020                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6021     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
6023 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6024  (for fmas (FMA)
6025   (simplify
6026    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
6027    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6028   (simplify
6029    (fmas @0 @1 (negate @2))
6030    (IFN_FMS @0 @1 @2))
6031   (simplify
6032    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
6033    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6034   (simplify
6035    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
6036    (if (single_use (@3))
6037     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
6039  (simplify
6040   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
6041   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6042  (simplify
6043   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
6044   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6045  (simplify
6046   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6047   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6048  (simplify
6049   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
6050    (if (single_use (@3))
6051     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
6053  (simplify
6054   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
6055   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6056  (simplify
6057   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
6058   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6059  (simplify
6060   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
6061   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6062  (simplify
6063   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
6064   (if (single_use (@3))
6065    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
6067  (simplify
6068   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
6069   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6070  (simplify
6071   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
6072   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6073  (simplify
6074   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6075   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6076  (simplify
6077   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
6078   (if (single_use (@3))
6079    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
6081 /* POPCOUNT simplifications.  */
6082 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
6083 (simplify
6084   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
6085   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
6086     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
6088 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
6089 (for popcount (POPCOUNT)
6090   (for cmp (le eq ne gt)
6091        rep (eq eq ne ne)
6092     (simplify
6093       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
6094       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6096 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
6097 (simplify
6098   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
6099   (PARITY @0))
6101 /* PARITY simplifications.  */
6102 /* parity(~X) is parity(X).  */
6103 (simplify
6104   (PARITY (bit_not @0))
6105   (PARITY @0))
6107 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
6108 (simplify
6109   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
6110   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
6112 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
6113 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
6114 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
6115   (simplify
6116     (pfun @0)
6117     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
6118       (switch
6119         (if (nz == 1)
6120           (convert @0))
6121         (if (wi::popcount (nz) == 1)
6122           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6123             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
6124                                    { build_int_cst (integer_type_node,
6125                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
6127 #if GIMPLE
6128 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
6130    int popcount64c (uint64_t x)
6131    {
6132      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
6133      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
6134      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
6135      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
6136    }
6138    int popcount32c (uint32_t x)
6139    {
6140      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
6141      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
6142      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
6143      return (x * 0x01010101) >> 24;
6144    }  */
6145 (simplify
6146  (rshift
6147   (mult
6148    (bit_and
6149     (plus:c
6150      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
6151       (plus:c@8
6152        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
6153         (bit_and
6154          (rshift
6155           (minus@6 @0
6156            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
6157           INTEGER_CST@10)
6158          INTEGER_CST@9)))
6159     INTEGER_CST@3)
6160    INTEGER_CST@2)
6161   INTEGER_CST@1)
6162   /* Check constants and optab.  */
6163   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
6164           int shift = (64 - prec) & 63;
6165           unsigned HOST_WIDE_INT c1
6166             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
6167           unsigned HOST_WIDE_INT c2
6168             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
6169           unsigned HOST_WIDE_INT c3
6170             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
6171           unsigned HOST_WIDE_INT c4
6172             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
6173    }
6174    (if (prec >= 16
6175         && prec <= 64
6176         && pow2p_hwi (prec)
6177         && TYPE_UNSIGNED (type)
6178         && integer_onep (@4)
6179         && wi::to_widest (@10) == 2
6180         && wi::to_widest (@5) == 4
6181         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
6182         && tree_to_uhwi (@2) == c1
6183         && tree_to_uhwi (@3) == c2
6184         && tree_to_uhwi (@9) == c3
6185         && tree_to_uhwi (@7) == c3
6186         && tree_to_uhwi (@11) == c4
6187         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
6188                                            OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6189     (convert (IFN_POPCOUNT:type @0)))))
6191 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
6192    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
6193    should lead to better code.  */
6194 (simplify
6195  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
6196  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6197       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
6198                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
6199   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6200    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
6201 #endif
6203 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
6204           BUILT_IN_FFSIMAX)
6205  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
6206     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
6207  (for cmp (eq ne)
6208   (simplify
6209    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6210     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6211      (switch
6212       (if (integer_zerop (@1))
6213        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6214       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
6215        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
6216       (if (single_use (@2))
6217        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6218                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6219                                                       false, prec)); })
6220             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6221                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
6222                                                   false, prec)); }))))))
6224  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
6225  (for cmp (gt le)
6226       cmp2 (ne eq)
6227       cmp3 (eq ne)
6228       bit_op (bit_and bit_ior)
6229   (simplify
6230    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
6231     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
6232      (switch
6233       (if (integer_zerop (@1))
6234        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
6235       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
6236        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
6237       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
6238        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
6239       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
6240        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6241                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
6242                                                       false, prec)); }))
6243       (if (single_use (@2))
6244        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
6245                (cmp3 (bit_and @0
6246                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6247                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
6248                                                   false, prec)); })
6249                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
6251 /* Simplify:
6253      a = a1 op a2
6254      r = c ? a : b;
6256    to:
6258      r = c ? a1 op a2 : b;
6260    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
6261    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
6262    simplification if the result of the operation isn't needed.
6264    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
6265    on targets that might not support them.  Any target implementing
6266    conditional internal functions must support the same comparisons
6267    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
6269 #if GIMPLE
6270 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
6271      cond_op (COND_BINARY)
6272  (simplify
6273   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
6274   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6275    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6276         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6277     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
6278  (simplify
6279   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
6280   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6281    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6282         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6283     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
6285 /* Same for ternary operations.  */
6286 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
6287      cond_op (COND_TERNARY)
6288  (simplify
6289   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
6290   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6291    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6292         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6293     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
6294  (simplify
6295   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
6296   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6297    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
6298         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6299     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
6300                   (view_convert:op_type @1)))))))
6301 #endif
6303 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
6304    "else" value of an IFN_COND_*.  */
6305 (for cond_op (COND_BINARY)
6306  (simplify
6307   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
6308   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
6309    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6310     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
6311  (simplify
6312   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
6313   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
6314    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6315         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6316     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
6318 /* Same for ternary operations.  */
6319 (for cond_op (COND_TERNARY)
6320  (simplify
6321   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
6322   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
6323    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
6324     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
6325  (simplify
6326   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
6327   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
6328    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
6329         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
6330     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
6332 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
6333    expressions like:
6335    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
6336    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
6338    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
6339    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
6340    bytes.  A is more efficiently tested as:
6342    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
6344    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
6346    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
6348    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
6350    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
6351    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
6353    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
6354    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
6355    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
6356    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
6357    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
6358    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
6359    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
6360    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
6361    pointer_pluses dead.  */
6362 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
6363  (for cmp (le lt)
6364   (simplify
6365    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
6366         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
6367    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
6368         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
6369         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
6370     /* Calculate the rhs constant.  */
6371     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
6372             offset_int rhs = off * 2; }
6373      /* Always fails for negative values.  */
6374      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
6375       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
6376          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
6377          same pointer_plus in multiple checks.  */
6378       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
6379               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
6380        (if (cmp == LT_EXPR)
6381         (gt (convert:sizetype
6382              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
6383                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
6384             { rhs_tree; })
6385         (gt (convert:sizetype
6386              (pointer_diff:ssizetype
6387               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
6388                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
6389               { swap_p ? @0 : @2; }))
6390             { rhs_tree; })))))))))
6392 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
6393    element of @1.  */
6394 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
6395  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
6396   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
6397    (if (i >= 0)
6398     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
6399             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
6400             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
6401             tree size = bitsize_int (elt_bits);
6402             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
6403      (view_convert
6404       (bit_and:elt_type
6405        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
6406        { elt; })))))))
6408 (simplify
6409  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
6410  (with
6411   {
6412     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
6414     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
6415     vec_perm_builder builder;
6416     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
6417       return NULL_TREE;
6419     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
6420     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
6421     bool single_arg = (op0 == op1);
6422     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
6423   }
6424   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
6425    { op0; }
6426    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
6427     { op1; }
6428     (with
6429      {
6430        if (!single_arg)
6431          {
6432            if (sel.all_from_input_p (0))
6433              op1 = op0;
6434            else if (sel.all_from_input_p (1))
6435              {
6436                op0 = op1;
6437                sel.rotate_inputs (1);
6438              }
6439            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
6440              {
6441                std::swap (op0, op1);
6442                sel.rotate_inputs (1);
6443              }
6444          }
6445        gassign *def;
6446        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
6447        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
6448            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
6449            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6450          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
6451        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
6452            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
6453            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
6454          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
6456        tree t;
6457     }
6458     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6459           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
6460          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6461              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
6462          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
6463      { t; }
6464      (with
6465       {
6466         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
6467         tree ins = NULL_TREE;
6468         unsigned at = 0;
6470         /* See if the permutation is performing a single element
6471            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
6472            in that case.  But only if the vector mode is supported,
6473            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
6474         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
6475             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
6476                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
6477                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
6478                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
6479           {
6480             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
6481             if (insert_first_p)
6482               {
6483                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
6484                    first vector we only can insert the first elt from
6485                    the first vector.  */
6486                 at = 0;
6487                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
6488                   op0 = op1;
6489               }
6490             /* The above can fail for two-element vectors which always
6491                appear to insert the first element, so try inserting
6492                into the second lane as well.  For more than two
6493                elements that's wasted time.  */
6494             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
6495               {
6496                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
6497                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
6498                   if (maybe_ne (sel[at], at))
6499                     break;
6500                 if (at < encoded_nelts
6501                     && (known_eq (at + 1, nelts)
6502                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
6503                   {
6504                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
6505                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
6506                     else
6507                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
6508                   }
6509               }
6510           }
6512         /* Generate a canonical form of the selector.  */
6513         if (!ins && sel.encoding () != builder)
6514           {
6515             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
6516                argument permutation while still allowing an equivalent
6517                2-argument version.  */
6518             tree oldop2 = op2;
6519             if (sel.ninputs () == 2
6520                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
6521               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6522             else
6523               {
6524                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
6525                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
6526                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
6527                 else
6528                   /* Not directly supported with either encoding,
6529                      so use the preferred form.  */
6530                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
6531               }
6532             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
6533               changed = true;
6534           }
6535       }
6536       (if (ins)
6537        (bit_insert { op0; } { ins; }
6538          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
6539        (if (changed)
6540         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
6542 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
6544 (match vec_same_elem_p
6545  @0
6546  (if (uniform_vector_p (@0))))
6548 (match vec_same_elem_p
6549  (vec_duplicate @0))
6551 (simplify
6552  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
6553  @0)
6555 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
6556    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
6557    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
6558    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
6559    to the number of trailing zeroes.  */
6560 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
6561   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))