2018-07-13 Richard Biener <rguenther@suse.de>
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob1a8ad4465858dec02d729e00b8c0900d735262a9
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2018 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    tree_expr_nonzero_p
35    integer_valued_real_p
36    integer_pow2p
37    HONOR_NANS)
39 /* Operator lists.  */
40 (define_operator_list tcc_comparison
41   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
42 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
43   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
44 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
45   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
46 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
47   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
48 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
49 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
51 #include "cfn-operators.pd"
53 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
54    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
55    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
57    Also define operand lists:
59      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
60      X<FN> for all double functions, in the same order
61      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
62 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
63   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
64                                  BUILT_IN_L##FN##F \
65                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
66   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
67                               BUILT_IN_L##FN \
68                               BUILT_IN_LL##FN) \
69   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
70                                  BUILT_IN_L##FN##L \
71                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
78 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
79 (define_operator_list UNCOND_BINARY
80   plus minus
81   mult trunc_div trunc_mod rdiv
82   min max
83   bit_and bit_ior bit_xor)
84 (define_operator_list COND_BINARY
85   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
86   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
87   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
88   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR)
90 /* Same for ternary operations.  */
91 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
92   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
93 (define_operator_list COND_TERNARY
94   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
95     
96 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
97    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
98 (match (nop_convert @0)
99  (convert @0)
100  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
101 (match (nop_convert @0)
102  (view_convert @0)
103  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
104       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
105                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
106       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
107 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
108 (match (nop_convert @0)
109  @0) 
111 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
112    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
113    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
114 (simplify (abs (convert @0))
115  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
116       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
117       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
118   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
119    (convert (absu:utype @0)))))
122 /* Simplifications of operations with one constant operand and
123    simplifications to constants or single values.  */
125 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
126   (simplify
127     (op @0 integer_zerop)
128     (non_lvalue @0)))
130 /* 0 +p index -> (type)index */
131 (simplify
132  (pointer_plus integer_zerop @1)
133  (non_lvalue (convert @1)))
135 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
136 (simplify
137  (pointer_diff @0 integer_zerop)
138  (convert @0))
140 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
141    Likewise if the operands are reversed.  */
142 (simplify
143  (plus:c @0 real_zerop@1)
144  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
145   (non_lvalue @0)))
147 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
148 (simplify
149  (minus @0 real_zerop@1)
150  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
151   (non_lvalue @0)))
153 /* Simplify x - x.
154    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
155    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
156    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
157    is volatile.  */
158 (simplify
159  (minus @0 @0)
160  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
161   { build_zero_cst (type); }))
162 (simplify
163  (pointer_diff @@0 @0)
164  { build_zero_cst (type); })
166 (simplify
167  (mult @0 integer_zerop@1)
168  @1)
170 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
171    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
172    same in modes with signed zeros, since multiplying a
173    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
174 (simplify
175  (mult @0 real_zerop@1)
176  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
177   @1))
179 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
180    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
181 (simplify
182  (mult @0 real_onep)
183  (if (!HONOR_SNANS (type)
184       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
185           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
186   (non_lvalue @0)))
188 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
189 (simplify
190  (mult @0 real_minus_onep)
191   (if (!HONOR_SNANS (type)
192        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
193            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
194    (negate @0)))
196 (for cmp (gt ge lt le)
197      outp (convert convert negate negate)
198      outn (negate negate convert convert)
199  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
200  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
201  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
202  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
203  (simplify
204   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
205   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
206        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
207    (switch
208     (if (types_match (type, float_type_node))
209      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
210     (if (types_match (type, double_type_node))
211      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
212     (if (types_match (type, long_double_type_node))
213      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
214  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
215  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
216  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
217  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
218  (simplify
219   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
220   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
221        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
222    (switch
223     (if (types_match (type, float_type_node))
224      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
225     (if (types_match (type, double_type_node))
226      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
227     (if (types_match (type, long_double_type_node))
228      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
230 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
231 (simplify
232  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
233  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
234   (abs @0)))
236 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
237 (simplify
238  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
239  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
240   (negate (abs @0))))
242 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
243 (simplify
244  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
245  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
246   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
248 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
249 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
250   (simplify
251     (op @0 integer_onep)
252     (non_lvalue @0)))
254 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
255    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
256    toward zero.
257    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
258 (simplify
259  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
260  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
261       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
262           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
263           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
264   (rshift @0 @2)))
266 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
267    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
268    traps enables better optimizations than these anyway.  */
269 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
270  /* 0 / X is always zero.  */
271  (simplify
272   (div integer_zerop@0 @1)
273   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
274   (if (!integer_zerop (@1))
275    @0))
276   /* X / -1 is -X.  */
277  (simplify
278    (div @0 integer_minus_onep@1)
279    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
280     (negate @0)))
281  /* X / X is one.  */
282  (simplify
283   (div @0 @0)
284   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
285      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
286   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
287    { build_one_cst (type); }))
288  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */ 
289  (simplify
290    (div:C @0 (abs @0))
291    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
292         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
293     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
294           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
295  /* X / -X is -1.  */
296  (simplify
297    (div:C @0 (negate @0))
298    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
299         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
300     { build_minus_one_cst (type); })))
302 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
303    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
304 (simplify
305  (floor_div @0 @1)
306  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
307       && TYPE_UNSIGNED (type))
308   (trunc_div @0 @1)))
310 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
311    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
312 (for div (trunc_div exact_div)
313  (simplify
314   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
315   (with {
316     wi::overflow_type overflow;
317     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
318                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
319    }
320    (if (!overflow)
321     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
322     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
323          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
324      { build_zero_cst (type); })))))
326 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
327    overflow is different.  */
328 (simplify
329  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
330  (with {
331    wi::overflow_type overflow;
332    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
333                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
334   }
335   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
336      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
337   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
338    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
340 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
341    NaNs or Infinities.  */
342 (simplify
343  (rdiv @0 @0)
344  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
345       && ! HONOR_NANS (type)
346       && ! HONOR_INFINITIES (type))
347   { build_one_cst (type); }))
349 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
350    NaNs or Infinities.  */
351 (simplify
352  (rdiv:C @0 (negate @0))
353  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
354       && ! HONOR_NANS (type)
355       && ! HONOR_INFINITIES (type))
356   { build_minus_one_cst (type); }))
358 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
359 (simplify
360  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
361   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
362        && ! HONOR_NANS (type)
363        && ! HONOR_INFINITIES (type))
364    (switch
365     (if (types_match (type, float_type_node))
366      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
367     (if (types_match (type, double_type_node))
368      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
369     (if (types_match (type, long_double_type_node))
370      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
372 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
373 (simplify
374  (rdiv @0 real_onep)
375  (if (!HONOR_SNANS (type))
376   (non_lvalue @0)))
378 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
379 (simplify
380  (rdiv @0 real_minus_onep)
381  (if (!HONOR_SNANS (type))
382   (negate @0)))
384 (if (flag_reciprocal_math)
385  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
386  (simplify
387   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
388   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
390  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
391  (simplify
392   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
393   (with
394    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
395    (if (tem)
396     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
398  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
399  (simplify
400   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
401    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
403 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
404 (simplify
405  (rdiv @0 (negate @1))
406  (rdiv (negate @0) @1))
408 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
409 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
410  (simplify
411   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
412   (if (integer_pow2p (@2)
413        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
414        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
415        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
416    (rshift (convert @0)
417            { build_int_cst (integer_type_node,
418                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
420 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
421    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
422    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
423    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
424    tell if it is or not in a portable manner.  */
425 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
426  (simplify
427   (rdiv @0 cst@1)
428   (if (optimize)
429    (if (flag_reciprocal_math
430         && !real_zerop (@1))
431     (with
432      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
433      (if (tem)
434       (mult @0 { tem; } )))
435     (if (cst != COMPLEX_CST)
436      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
437       (if (inverse)
438        (mult @0 { inverse; } ))))))))
440 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
441  /* 0 % X is always zero.  */
442  (simplify
443   (mod integer_zerop@0 @1)
444   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
445   (if (!integer_zerop (@1))
446    @0))
447  /* X % 1 is always zero.  */
448  (simplify
449   (mod @0 integer_onep)
450   { build_zero_cst (type); })
451  /* X % -1 is zero.  */
452  (simplify
453   (mod @0 integer_minus_onep@1)
454   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
455    { build_zero_cst (type); }))
456  /* X % X is zero.  */
457  (simplify
458   (mod @0 @0)
459   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
460   (if (!integer_zerop (@0))
461    { build_zero_cst (type); }))
462  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
463  (simplify
464   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
465   @2)
466  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
467  (simplify
468   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
469   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
470        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
471        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
472                              TYPE_SIGN (type)))
473    { build_zero_cst (type); })))
475 /* X % -C is the same as X % C.  */
476 (simplify
477  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
478   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
479        && !TREE_OVERFLOW (@1)
480        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
481        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
482        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
483        && !sign_bit_p (@1, @1))
484    (trunc_mod @0 (negate @1))))
486 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
487 (simplify
488  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
489  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
490       && !TYPE_UNSIGNED (type)
491       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
492       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
493       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
494          Y might be -1, because we would then change valid
495          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
496       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
497           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
498                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
499   (trunc_mod @0 (convert @1))))
501 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
502 (simplify
503  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
504  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
505   (convert (trunc_mod @0 @1))))
507 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
508    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
509    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
510    to A & ((C << N) - 1).  */
511 (match (power_of_two_cand @1)
512  INTEGER_CST@1)
513 (match (power_of_two_cand @1)
514  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
515 (for mod (trunc_mod floor_mod)
516  (simplify
517   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
518   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
519         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
520         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
521         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
522    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
524 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
525 (simplify
526  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
527  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
528   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
529                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
530                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
531                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
533 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
534 (simplify
535  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
536  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
537   (bit_and @0 (negate @1))))
539 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
540 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
541  (simplify
542   (div (mult:c @0 @1) @1)
543   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
544        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
545    @0)))
547 (for op (negate abs)
548  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
549  (for coss (COS COSH)
550   (simplify
551    (coss (op @0))
552     (coss @0)))
553  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
554  (for pows (POW)
555   (simplify
556    (pows (op @0) REAL_CST@1)
557    (with { HOST_WIDE_INT n; }
558     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
559      (pows @0 @1)))))
560  /* Likewise for powi.  */
561  (for pows (POWI)
562   (simplify
563    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
564    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
565     (pows @0 @1))))
566  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
567  (for hypots (HYPOT)
568   (simplify
569    (hypots (op @0) @1)
570    (hypots @0 @1))
571   (simplify
572    (hypots @0 (op @1))
573    (hypots @0 @1)))
574  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
575  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
576   (simplify
577    (copysigns (op @0) @1)
578    (copysigns @0 @1))))
580 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
581 (simplify
582  (mult (abs@1 @0) @1)
583  (mult @0 @0))
585 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
586 (for coss (COS COSH)
587      copysigns (COPYSIGN)
588  (simplify
589   (coss (copysigns @0 @1))
590    (coss @0)))
592 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
593 (for pows (POW)
594      copysigns (COPYSIGN)
595  (simplify
596   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
597   (with { HOST_WIDE_INT n; }
598    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
599     (pows @0 @1)))))
600 /* Likewise for powi.  */
601 (for pows (POWI)
602      copysigns (COPYSIGN)
603  (simplify
604   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
605   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
606    (pows @0 @1))))
608 (for hypots (HYPOT)
609      copysigns (COPYSIGN)
610  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
611  (simplify
612   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
613   (hypots @0 @2))
614  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
615  (simplify
616   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
617   (hypots @0 @1)))
619 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
620 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
621  (simplify
622   (copysigns @0 REAL_CST@1)
623   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
624    (negate (abs @0))
625    (abs @0))))
627 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
628 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
629  (simplify
630   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
631   (copysigns @0 @2)))
633 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
634 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
635  (simplify
636   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
637   (mult @0 @0)))
639 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
640 (for ccoss (CCOS CCOSH)
641  (simplify
642   (ccoss (negate @0))
643    (ccoss @0)))
645 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
646 (for ops (conj negate)
647  (for cabss (CABS)
648   (simplify
649    (cabss (ops @0))
650    (cabss @0))))
652 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
653 (simplify
654  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
655   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
656        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
657    (lshift @0 @2)))
659 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
660    into ((1 << C) >> x). */
661 (simplify
662  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
663   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
664        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
665        && single_use (@1))
666    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
667      (rshift (lshift @0 @2) @3)
668    (with
669     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
670     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
672 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
673 (simplify
674  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
675   (if (flag_associative_math
676        && single_use (@3))
677    (with
678     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
679     (if (tem)
680      (rdiv { tem; } @1)))))
682 /* Simplify ~X & X as zero.  */
683 (simplify
684  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
685   { build_zero_cst (type); })
687 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
688 (simplify
689   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
690   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
691     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
693 (for bitop (bit_and bit_ior)
694      cmp (eq ne)
695  /* PR35691: Transform
696     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
697     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
698  (simplify
699   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
700    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
701         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
702         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
703     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
704  /* Transform:
705     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
706     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
707  (simplify
708   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
709    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
710         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
711         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
712     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
714 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
715 (simplify
716  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
717   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
718 (simplify
719  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
720  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
721   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
723 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
724 (simplify
725  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
726   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
728 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
729 (for op (bit_ior bit_xor plus)
730  (simplify
731   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
732    (bit_xor @0 @1))
733  (simplify
734   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
735   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
736    (bit_xor @0 @1))))
738 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
739 (simplify
740   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
741   (bit_ior @0 @1))
743 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
744 (simplify
745  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
746  @2)
748 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
749 (simplify
750  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
751  (bit_not (bit_and @0 @1)))
753 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
754 (simplify
755  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
756  (bit_and @0 @1))
758 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
759 (simplify
760  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
761  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
763 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
764 (for op (bit_and bit_xor)
765  (simplify
766   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
767   @2))
769 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
770 (simplify
771  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
772  @2)
774 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
775 (simplify
776  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
777  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
779 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
780 #if GIMPLE
781 (simplify
782  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
783  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
784       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
785   (bit_xor @0 @1)))
786 #endif
788 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
789    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
790    Similarly if (N & M) == 0,
791    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
792    and for - instead of + (or unary - instead of +)
793    and/or ^ instead of |.
794    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
795 (for op (plus minus)
796  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
797   (simplify
798    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
799     (with
800      { tree pmop[2];
801        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
802                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
803                                        NULL_TREE, pmop); }
804      (if (utype)
805       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
806                             (convert:utype { pmop[1]; }))
807                         (convert:utype @2))))))
808   (simplify
809    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
810     (with
811      { tree pmop[2];
812        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
813                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
814                                        @4, pmop); }
815      (if (utype)
816       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
817                             (convert:utype { pmop[1]; }))
818                         (convert:utype @2)))))))
819  (simplify
820   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
821    (with
822     { tree pmop[2];
823       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
824                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
825                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
826     (if (utype)
827      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
828                            (convert:utype { pmop[1]; }))
829                        (convert:utype @2)))))))
830 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
831  (simplify
832   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
833    (with
834     { tree pmop[2];
835       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
836                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
837                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
838     (if (utype)
839      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
840                        (convert:utype @1)))))))
842 /* X % Y is smaller than Y.  */
843 (for cmp (lt ge)
844  (simplify
845   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
846   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
847    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
848 (for cmp (gt le)
849  (simplify
850   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
851   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
852    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
854 /* x | ~0 -> ~0  */
855 (simplify
856  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
857  @1)
859 /* x | 0 -> x  */
860 (simplify
861  (bit_ior @0 integer_zerop)
862  @0)
864 /* x & 0 -> 0  */
865 (simplify
866  (bit_and @0 integer_zerop@1)
867  @1)
869 /* ~x | x -> -1 */
870 /* ~x ^ x -> -1 */
871 /* ~x + x -> -1 */
872 (for op (bit_ior bit_xor plus)
873  (simplify
874   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
875   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
877 /* x ^ x -> 0 */
878 (simplify
879   (bit_xor @0 @0)
880   { build_zero_cst (type); })
882 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
883 (simplify
884   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
885   (bit_not @0))
887 /* x & ~0 -> x  */
888 (simplify
889  (bit_and @0 integer_all_onesp)
890   (non_lvalue @0))
892 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
893 (for bitop (bit_and bit_ior)
894  (simplify
895   (bitop @0 @0)
896   (non_lvalue @0)))
898 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
899 #if GIMPLE
900 (simplify
901  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
902  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
903       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
904   @0))
905 #endif
907 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
908 (simplify
909  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
910  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
912 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
913 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
914 (for bitop (bit_and bit_ior)
915  (simplify
916   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
917   (bitop @0 (bit_not @1))))
919 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
920 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
921 (for bitop (bit_and bit_ior)
922      rbitop (bit_ior bit_and)
923  (simplify
924   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
925   (bitop @1 @2)))
927 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
928 (simplify
929  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
930  (bit_xor @0 @1))
932 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
933 (simplify
934  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
935  (bit_and @0 @1))
937 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
938 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
939 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
940 (for op (plus bit_ior bit_xor)
941  (simplify
942   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
943   (bit_ior @0 @1)))
945 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
946 (simplify
947  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
948  (plus @0 @1))
950 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
951 (simplify
952  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
953  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
954       && !TYPE_SATURATING (type))
955   (bit_and @0 @1)))
957 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
958 (simplify
959  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
960  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
961       && !TYPE_SATURATING (type))
962   (bit_ior @0 @1)))
964 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
965 (simplify
966  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
967  (bit_and @0 @1))
969 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
970 (simplify
971  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
972  (bit_xor @0 @1))
974 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
975 (simplify
976  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
977  (bit_xor @0 @1))
979 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
980 (simplify
981  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
982  (bit_and @0 @1))
984 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
985    ~x | ~y -> ~(x & y) */
986 (for op (bit_and bit_ior)
987      rop (bit_ior bit_and)
988  (simplify
989   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
990   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
991        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
992    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
994 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
995    with a constant, and the two constants have no bits in common,
996    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
997    simplifications.  */
998 (for op (bit_xor plus)
999  (simplify
1000   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1001       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1002   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1003        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1004        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1005    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1007 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1008 (simplify
1009  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1010  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1011   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1013 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1014 (simplify
1015  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1016  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1017       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1018   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1020 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1021 (simplify
1022  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1023  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1024   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1026 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1027 (for opo (bit_and bit_xor)
1028      opi (bit_xor bit_and)
1029  (simplify
1030   (opo:c (opi:c @0 @1) @1) 
1031   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1033 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1034    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1035    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1036    constants are involved.  For example, convert
1037      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1038    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1039 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1040      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1041  (simplify
1042   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1043   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1044        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1045    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1047 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1048 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1049    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1050 (for op (bit_and bit_ior)
1051  (simplify
1052   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1053   @2))
1054 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1055 (simplify
1056  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1057  (convert @0))
1058 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1059    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1060 (for op (bit_and bit_ior)
1061  (simplify
1062   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1063   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1064        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1065    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1066     (op @3 (convert @2))
1067     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1068      (op (convert @1) @5))))))
1069 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1070 (simplify
1071  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1072  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1073       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1074   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1076 (simplify
1077  (abs (abs@1 @0))
1078  @1)
1079 (simplify
1080  (abs (negate @0))
1081  (abs @0))
1082 (simplify
1083  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1084  @0)
1086 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1087 (match negate_expr_p
1088  INTEGER_CST
1089  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1090        && TYPE_UNSIGNED (type))
1091       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1092           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1093 (match negate_expr_p
1094  FIXED_CST)
1095 (match negate_expr_p
1096  (negate @0)
1097  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1098 (match negate_expr_p
1099  REAL_CST
1100  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1101 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1102    ways.  */
1103 (match negate_expr_p
1104  VECTOR_CST
1105  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1106 (match negate_expr_p
1107  (minus @0 @1)
1108  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1109       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1110           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1111           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1113 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1114 (simplify
1115  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1116   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1117        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1118    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1120 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1121 (simplify
1122  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1123  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1124       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1125   (minus (negate @1) @0)))
1127 /* -(A - B) -> B - A.  */
1128 (simplify
1129  (negate (minus @0 @1))
1130  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1131       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1132           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1133           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1134   (minus @1 @0)))
1135 (simplify
1136  (negate (pointer_diff @0 @1))
1137  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1138   (pointer_diff @1 @0)))
1140 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1141 (simplify
1142  (minus @0 negate_expr_p@1)
1143  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1144  (plus @0 (negate @1))))
1146 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1147    when profitable.
1148    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1149    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1150    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1151    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1152 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1153  (simplify
1154   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1155   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1156          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1157          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1158         || types_match (@0, @1))
1159        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1160           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1161           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1162           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1163           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1164        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1165        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1166               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1167            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1168            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1169               mode.  */
1170            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1171            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1172               of its mode.  */
1173            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1174    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1176 (for bitop (bit_and bit_ior)
1177      rbitop (bit_ior bit_and)
1178   /* (x | y) & x -> x */
1179   /* (x & y) | x -> x */
1180  (simplify
1181   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1182   @0)
1183  /* (~x | y) & x -> x & y */
1184  /* (~x & y) | x -> x | y */
1185  (simplify
1186   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1187   (bitop @0 @1)))
1189 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1190 (simplify
1191   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1192   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1194 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1195 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1196  (simplify
1197   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1198   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1199    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1200       folded to a constant.  */
1201    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1202    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1203       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1204       the values involved are such that the operation can't be decided at
1205       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1206       that combination can be decided at compile time.
1208       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1209       oscillation.  */
1210    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1211     (if (cst1)
1212      (bitop @1 { cst1; })
1213      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1214       (if (cst2)
1215        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1217 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1218    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1219 (match truth_valued_p
1220  @0
1221  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1222 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1223  (match truth_valued_p
1224   (op @0 @1)))
1225 (match truth_valued_p
1226   (truth_not @0))
1228 (match (logical_inverted_value @0)
1229  (truth_not @0))
1230 (match (logical_inverted_value @0)
1231  (bit_not truth_valued_p@0))
1232 (match (logical_inverted_value @0)
1233  (eq @0 integer_zerop))
1234 (match (logical_inverted_value @0)
1235  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1236 (match (logical_inverted_value @0)
1237  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1239 /* X & !X -> 0.  */
1240 (simplify
1241  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1242  { build_zero_cst (type); })
1243 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1244 (for op (bit_ior bit_xor)
1245  (simplify
1246   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1247   { constant_boolean_node (true, type); }))
1248 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1249 (for op (eq ne)
1250  (simplify
1251   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1252   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1254 /* ~~x -> x */
1255 (simplify
1256   (bit_not (bit_not @0))
1257   @0)
1259 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1260 (simplify
1261  (bit_not (convert? (negate @0)))
1262  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1263       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1264   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1266 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1267 (simplify
1268  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1269  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1271 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1272 (simplify
1273  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1274  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1275       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1276   (convert (negate @0))))
1277 (simplify
1278  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1279  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1280       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1281   (convert (negate @0))))
1283 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1284 (simplify
1285  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1286  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1287   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1288 (simplify
1289  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1290  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1291   (convert (bit_xor @0 @1))))
1293 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1294 (simplify
1295  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1296  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1297   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1299 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1300 (simplify
1301  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1302  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1304 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1305 (simplify
1306  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1307  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1308       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1309   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1311 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1312 (for cmp (gt lt ge le)
1313 (simplify
1314  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1315   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1317 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1318    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1319 (for cmp (eq ne)
1320  (simplify
1321   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1322   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1323        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1324        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1325    (cmp @0 @2))))
1327 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1328    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1329 (for cmp (eq ne)
1330  (simplify
1331   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1332   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1333        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1334        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1335    (cmp @0 @2))))
1337 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1338    x * C RELOP y * C into:
1340    x RELOP y for nonnegative C
1341    y RELOP x for negative C  */
1342 (for cmp (lt gt le ge)
1343  (simplify
1344   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1345   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1346        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1347    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1348     (cmp @0 @2)
1349    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1350         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1351     (cmp @2 @0))))))
1353 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1354 (for cmp (le gt)
1355      icmp (gt le)
1356  (simplify
1357   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1358    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1359         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1360         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1361         && (wi::to_wide (@2)
1362             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1363     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1364      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1366 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1367 (for cmp (simple_comparison)
1368  (simplify
1369   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1370   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1371    (cmp @0 @1))))
1373 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1374 (for cmp (simple_comparison)
1375  (simplify
1376   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1377   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1378        && integer_nonzerop (@1)
1379        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1380        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1381    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1382            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1383                                                    &neg_overflow); }
1384     (switch
1385      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1386        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1387         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1388         (if (code == LT_EXPR)
1389          (lt @0 { lo; })
1390          (ge @0 { lo; }))))
1391      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1392        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1393         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1394         (if (code == LE_EXPR)
1395          (le @0 { hi; })
1396          (gt @0 { hi; }))))
1397      (if (!lo && !hi)
1398       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1399      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1400       (ge @0 { lo; }))
1401      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1402       (le @0 { hi; }))
1403      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1404       (lt @0 { lo; }))
1405      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1406       (gt @0 { hi; }))
1407      (if (GENERIC)
1408       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1409                            lo, hi); })
1410      (with
1411       {
1412         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1413         if (etype)
1414           {
1415             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1416               etype = unsigned_type_for (etype);
1417             hi = fold_convert (etype, hi);
1418             lo = fold_convert (etype, lo);
1419             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1420           }
1421       }
1422       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1423        (if (code == EQ_EXPR)
1424         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1425         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1427 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1428 (for op (lt le ge gt)
1429  (simplify
1430   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1431   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1432        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1433    (op @0 @1))))
1434 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1435 (for op (eq ne minus)
1436  (simplify
1437   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1438   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1439        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1440            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1441    (op @0 @1))))
1443 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1444 (for op (lt le ge gt)
1445  (simplify
1446   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1447   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1448        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1449    (op @0 @1))))
1450 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1451 (for op (eq ne minus)
1452  (simplify
1453   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1454   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1455        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1456            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1457    (op @0 @1))))
1458 /* And for pointers...  */
1459 (for op (simple_comparison)
1460  (simplify
1461   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1462   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1463    (op @0 @1))))
1464 (simplify
1465  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1466  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1467       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1468   (pointer_diff @0 @1)))
1470 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1471 (for op (lt le ge gt)
1472  (simplify
1473   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1474   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1475        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1476    (op @1 @0))))
1477 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1478 (for op (eq ne minus)
1479  (simplify
1480   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1481   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1482        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1483            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1484    (op @1 @0))))
1485 /* And for pointers...  */
1486 (for op (simple_comparison)
1487  (simplify
1488   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1489   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1490    (op @1 @0))))
1491 (simplify
1492  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1493  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1494       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1495   (pointer_diff @1 @0)))
1497 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1498 (for op (lt le gt ge)
1499  (simplify
1500   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1501   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1502        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1503        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1504    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1505 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1506 (for op (eq ne)
1507  (simplify
1508   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1509   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1510        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1511            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1512        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1513        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1514        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1515    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1516  (simplify
1517   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1518   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1519        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1520        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1521    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1523 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1524    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1525 (for op (simple_comparison)
1526  (simplify
1527   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1528   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1529        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1530            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1531                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1532        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1533    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1535 /* Transform:
1536    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1537    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1538 (for cmp (eq ne)
1539      ocmp (lt ge)
1540  (simplify
1541   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1542   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1543        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1544        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1545        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1546    (ocmp @0 @1))))
1548 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1549 (for cmp (eq ne)
1550  (simplify
1551   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1552   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1553    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1555 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1556    possibly set.  */
1557 (match with_possible_nonzero_bits
1558  INTEGER_CST@0)
1559 (match with_possible_nonzero_bits
1560  SSA_NAME@0
1561  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1562 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1563 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1564  with_possible_nonzero_bits@0)
1565 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1566  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1568 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1569    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1570 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1571  INTEGER_CST@0)
1572 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1573  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1575 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1576 (for cmp (eq ne)
1577  (simplify
1578   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1579   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1580    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1582 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1583    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1584    zero throughout its computed value range,
1585    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1586    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1587    and 0's otherwise.
1588    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1589    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1590    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1592 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1593      outer_op (bit_xor bit_ior)
1594 (simplify
1595  (outer_op
1596   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1597  (with
1598   {
1599     bool fail = false;
1600     wide_int zero_mask_not;
1601     wide_int C0;
1602     wide_int cst_emit;
1604     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1605       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1606     else
1607       fail = true;
1609     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1610       {
1611         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1612         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1613       }
1614     else
1615       {
1616         C0 = wi::to_wide (@0);
1617         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1618       }
1619   }
1620   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1621    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1622    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1623     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1625 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1626 (simplify
1627   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1628   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1630 /* Pattern match
1631      tem1 = (long) ptr1;
1632      tem2 = (long) ptr2;
1633      tem3 = tem2 - tem1;
1634      tem4 = (unsigned long) tem3;
1635      tem5 = ptr1 + tem4;
1636    and produce
1637      tem5 = ptr2;  */
1638 (simplify
1639   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1640   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1641   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1642        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1643             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1644    @1))
1645 (simplify
1646   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1647   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1648    (convert @1)))
1650 /* Pattern match
1651      tem = (sizetype) ptr;
1652      tem = tem & algn;
1653      tem = -tem;
1654      ... = ptr p+ tem;
1655    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1656      ... = ptr & ~algn;  */
1657 (simplify
1658   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1659   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1660    (bit_and @0 { algn; })))
1662 /* Try folding difference of addresses.  */
1663 (simplify
1664  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1665  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1666   (with { poly_int64 diff; }
1667    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1668     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1669 (simplify
1670  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1671  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1672   (with { poly_int64 diff; }
1673    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1674     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1675 (simplify
1676  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert?@3 @1))
1677  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1678       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1679   (with { poly_int64 diff; }
1680    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1681     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1682 (simplify
1683  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert?@3 ADDR_EXPR@1))
1684  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1685       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1686   (with { poly_int64 diff; }
1687    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1688     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1690 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1691    be able to fold this expression using the object or function's
1692    alignment.  */
1693 (simplify
1694  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1695  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1696       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1697   (with
1698    {
1699      unsigned int align;
1700      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1701      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1702    }
1703    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1704     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1705                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1708 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1709 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1711  /* Contract negates.  */
1712  /* A + (-B) -> A - B */
1713  (simplify
1714   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1715   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1716   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1717        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1718    (with
1719     {
1720      tree t1 = type;
1721      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1722          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1723        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1724     }
1725     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1726  /* A - (-B) -> A + B */
1727  (simplify
1728   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1729   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1730        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1731    (with
1732     {
1733      tree t1 = type;
1734      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1735          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1736        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1737     }
1738     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1739  /* -(T)(-A) -> (T)A
1740     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1741     happen without overflow.  */
1742  (simplify
1743   (negate (convert (negate @1)))
1744   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1745        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1746            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1747                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1748        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1749        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1750    (convert @1)))
1751  (simplify
1752   (negate (convert negate_expr_p@1))
1753   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1754        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1755             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1756             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1757            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1758    (convert (negate @1))))
1759  (simplify
1760   (negate (nop_convert (negate @1)))
1761   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1762        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1763    (view_convert @1)))
1765  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1766     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1767  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1768       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1770   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1771      irrespective of overflow issues.  */
1772   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1773   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1774   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1775   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1776   (simplify
1777     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1778     @1)
1779   (simplify
1780     (minus (minus @0 @1) @0)
1781     (negate @1))
1782   (simplify
1783     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1784     @0)
1785   (simplify
1786    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1787    (negate @1))
1788   (simplify
1789    (minus @0 (minus @0 @1))
1790    @1)
1791   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1792   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1793   /* More cases are handled with comparisons.  */
1794   (simplify
1795    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1796    (plus @2 @1))
1797   (simplify
1798    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1799    (minus @2 @1))
1800   (simplify
1801    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1802    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1803         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1804     (pointer_diff @2 @1)))
1805   (simplify
1806    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1807    (plus @1 @2))
1809   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1810      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1811      scalars.  */
1812   (for outer_op (plus minus)
1813    (for inner_op (plus minus)
1814         neg_inner_op (minus plus)
1815     (simplify
1816      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1817                CONSTANT_CLASS_P@2)
1818      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1819      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1820       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
1821          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
1822       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1823        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1824         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1825         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
1826       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1827            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1828        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1829         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1830         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1831        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1832           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1833           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1834        (if (types_match (type, @0))
1835         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1836                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1837                                         type, @1, @2); }
1838          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1839           (inner_op @0 { cst; } )
1840           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1841           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1842                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1843            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
1844            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1845            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1846             (if (utype)
1847              (view_convert (inner_op
1848                             (view_convert:utype @0)
1849                             (view_convert:utype
1850                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
1852   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1853   (for outer_op (plus minus)
1854    (simplify
1855     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1856     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1857      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1858       (minus { cst; } @0)))))
1860   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1861   (simplify
1862    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1863    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1864     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1865      (plus { cst; } @0))))
1867   /* ~A + A -> -1 */
1868   (simplify
1869    (plus:c (bit_not @0) @0)
1870    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1871     { build_all_ones_cst (type); }))
1873   /* ~A + 1 -> -A */
1874   (simplify
1875    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1876    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1877     (negate (convert @0))))
1879   /* -A - 1 -> ~A */
1880   (simplify
1881    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1882    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1883         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1884     (bit_not (convert @0))))
1886   /* -1 - A -> ~A */
1887   (simplify
1888    (minus integer_all_onesp @0)
1889    (bit_not @0))
1891   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1892   (simplify
1893    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1894     (convert? @0))
1895    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1896         /* For integer types, if A has a smaller type
1897            than T the result depends on the possible
1898            overflow in P + A.
1899            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1900            However, if an overflow in P + A would cause
1901            undefined behavior, we can assume that there
1902            is no overflow.  */
1903         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1904             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1905     (convert @1)))
1906   (simplify
1907    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1908     (convert @0))
1909    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1910         /* For pointer types, if the conversion of A to the
1911            final type requires a sign- or zero-extension,
1912            then we have to punt - it is not defined which
1913            one is correct.  */
1914         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1915             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1916             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1917     (convert @1)))
1918    (simplify
1919     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
1920     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1921        thus sign-extended if necessary.  */
1922     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1923      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1924         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1925         we don't want to diagnose overflow here.  */
1926      (convert (view_convert:stype @1))))
1928   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1929   (simplify
1930    (minus (convert? @0)
1931     (convert (plus:c @@0 @1)))
1932    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1933         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1934         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1935     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1936      (convert (negate (convert:utype @1))))
1937     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1938          /* For integer types, if A has a smaller type
1939             than T the result depends on the possible
1940             overflow in P + A.
1941             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1942             However, if an overflow in P + A would cause
1943             undefined behavior, we can assume that there
1944             is no overflow.  */
1945          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1946              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1947      (negate (convert @1)))))
1948   (simplify
1949    (minus (convert @0)
1950     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
1951    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1952         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1953         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1954     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1955      (convert (negate (convert:utype @1))))
1956     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1957          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1958             final type requires a sign- or zero-extension,
1959             then we have to punt - it is not defined which
1960             one is correct.  */
1961          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1962              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1963              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1964      (negate (convert @1)))))
1965    (simplify
1966     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
1967     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1968        thus sign-extended if necessary.  */
1969     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1970      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1971         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1972         we don't want to diagnose overflow here.  */
1973      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
1975   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1976   (simplify
1977    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1978     (convert (plus:c @0 @2)))
1979    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1980         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1981         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1982         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
1983     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1984      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1985     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1986           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
1987          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1988              /* For integer types, if A has a smaller type
1989                 than T the result depends on the possible
1990                 overflow in P + A.
1991                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1992                 However, if an overflow in P + A would cause
1993                 undefined behavior, we can assume that there
1994                 is no overflow.  */
1995              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1996                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1997                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
1998                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
1999      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2000   (simplify
2001    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2002     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2003    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2004         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2005         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2006     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2007      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2008     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2009          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2010             final type requires a sign- or zero-extension,
2011             then we have to punt - it is not defined which
2012             one is correct.  */
2013          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2014              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2015              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2016              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2017              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2018      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2019    (simplify
2020     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2021     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2022        thus sign-extended if necessary.  */
2023     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2024      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2025         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2026         we don't want to diagnose overflow here.  */
2027      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2028             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2030 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2031     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2032 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2033      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2034  (for plusminus (plus minus)
2035   (simplify
2036    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2037    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2038          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2039          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2040              && tree_expr_nonzero_p (@0)
2041              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2042         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2043            original operand (but not on both).  */
2044         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
2045     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
2046   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2047   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2048    (simplify
2049     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2050     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2051           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2052           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2053               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2054               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2055          && single_use (@3))
2056      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2057    (simplify
2058     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2059     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2060           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2061           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2062               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2063               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2064          && single_use (@3))
2065      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2067 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2069 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2070  (simplify
2071   (minmax @0 @0)
2072   @0))
2073 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2074 (simplify
2075  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2076  @1)
2077 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2078 (simplify
2079  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2080  @1)
2081 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2082 (simplify
2083  (max:c @0 (negate @0))
2084  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2085       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2086           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2087   (abs @0)))
2088 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2089 (simplify
2090  (min:c @0 (negate @0))
2091  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2092       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2093           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2094   (negate (abs @0))))
2095 (simplify
2096  (min @0 @1)
2097  (switch
2098   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2099        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2100        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2101    @1)
2102   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2103        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2104        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2105    @0)))
2106 (simplify
2107  (max @0 @1)
2108  (switch
2109   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2110        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2111        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2112    @1)
2113   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2114        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2115        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2116    @0)))
2118 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2119 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2120 (simplify
2121  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2122   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2123    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2124     @2
2125     @0)))
2127 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2128 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2129 (simplify
2130  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2131   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2132    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2133     @0
2134     @2)))
2136 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2137    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2138 (for minmax (min max)
2139  (simplify
2140   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2141   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2142        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2143        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2144        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2145    (minmax @1 (convert @2)))))
2147 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2148  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2149     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2150  (simplify
2151   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2152   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2153        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2154    @0)))
2155 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2156    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2157    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2158    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2159    worry about it either.  */
2160 (if (flag_finite_math_only)
2161  (simplify
2162   (FMIN_ALL @0 @1)
2163   (min @0 @1))
2164  (simplify
2165   (FMAX_ALL @0 @1)
2166   (max @0 @1)))
2167 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2168 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2169      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2170  (simplify
2171   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2172   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2173        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2174            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2175    (negate (maxmin @0 @1)))))
2176 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2177    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2178 (for minmax (min max)
2179  maxmin (max min)
2180  (simplify
2181   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2182   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2184 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2185 (for minmax (min min max max)
2186      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2187      out    (le  gt  ge  lt )
2188  (simplify
2189   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2190   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2191    (out @0 @1))))
2192 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2193    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2194 (for cmp (eq ne)
2195  (simplify
2196   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2197   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2198                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2199    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2200    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2201                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2202     (cmp @0 @2)))))
2203 (for cmp (eq ne)
2204  (simplify
2205   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2206   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2207                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2208    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2209    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2210                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2211     (cmp @0 @2)))))
2212 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2213 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2214      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2215      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2216  (simplify
2217   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2218   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2220 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2222 (for rotate (lrotate rrotate)
2223  (simplify
2224   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2225   @0))
2227 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2228 (simplify
2229  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2230  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2231       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2232   @0))
2234 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2235 (simplify
2236  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2237  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2238   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2240 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2241    types.  */
2242 (simplify
2243  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2244  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2245       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2246   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2248 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2249  (simplify
2250   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2251   (non_lvalue @0))
2252  (simplify
2253   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2254   @0)
2255  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2256     if vector2 is uniform.  */
2257  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2258   (simplify
2259    (shiftrotate @0 vec@1)
2260    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2261     (if (tem)
2262      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2264 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2265    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2266 #if GIMPLE
2267 (for shift (lshift rshift)
2268  (simplify
2269   (shift @0 SSA_NAME@1)
2270    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2271     (with {
2272       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2273       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2274      }
2275      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2276       @0)))))
2277 #endif
2279 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2280    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2281 (simplify
2282  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2283  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2284                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2285                                            element_precision (type)), @1); }))
2287 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2288 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2289  (simplify
2290   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2291   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2292    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2293         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2294         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2295         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2296     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2297                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2298      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2299         being well defined.  */
2300      (if (low >= prec)
2301       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2302        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2303        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2304         { build_zero_cst (type); }
2305         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2306       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2309 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2310    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2311 (for cmp (ne eq)
2312      icmp (eq ne)
2313  (simplify
2314   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2315   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2317 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2318    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2319    if CST2 != 0.  */
2320 (for cmp (ne eq)
2321  (simplify
2322   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2323   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2324    (if (cand < 0
2325         || (!integer_zerop (@2)
2326             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2327     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2328     (if (!integer_zerop (@2)
2329          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2330      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2332 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2333         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2334    if the new mask might be further optimized.  */
2335 (for shift (lshift rshift)
2336  (simplify
2337   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2338            INTEGER_CST@2)
2339    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2340         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2341         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2342         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2343         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2344     (with
2345      {
2346        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2347        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2348        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2349        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2350        unsigned int prec;
2352        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2353          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2354        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2355                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2356          {
2357            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2358            tree arg00 = @0;
2359            /* See if more bits can be proven as zero because of
2360               zero extension.  */
2361            if (@3 != @0
2362                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2363              {
2364                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2365                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2366                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2367                  {
2368                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2369                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2370                    if (shiftc < prec)
2371                      shift_type = inner_type;
2372                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2373                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2374                       is all ones.  */
2375                  }
2376              }
2377            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2378            if (shiftc < prec)
2379              {
2380                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2381                zerobits <<= prec - shiftc;
2382              }
2383            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2384               can contain actually sign bits, so no transformation is
2385               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2386               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2387            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2388                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2389              {
2390                if ((mask & zerobits) == 0)
2391                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2392                else
2393                  zerobits = 0;
2394              }
2395          }
2396      }
2397      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2398      (if ((mask & zerobits) == mask)
2399       { build_int_cst (type, 0); }
2400       (with { newmask = mask | zerobits; }
2401        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2402         (with
2403          {
2404            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2405               mode's mask.  */
2406            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2407                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2408              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2409                break;
2410          }
2411          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2412               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2413           (with
2414            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2415            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2416             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2417              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2418              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2420 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2421    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2422 (for shift (lshift rshift)
2423  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2424   (simplify
2425    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2426    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2427     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2428      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2430 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2431 (simplify
2432  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2433   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2434        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2435            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2436            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2437    (with
2438     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2439      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2441 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2442    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2443 (for rotate (lrotate rrotate)
2444  (simplify
2445   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2446    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2447          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2448          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2449         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2450             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2451     (with
2452      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2453       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2455 /* Simplifications of conversions.  */
2457 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2458 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2459  (simplify
2460   (cvt @0)
2461   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2462        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2463    @0)))
2465 /* Contract view-conversions.  */
2466 (simplify
2467   (view_convert (view_convert @0))
2468   (view_convert @0))
2470 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2471    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2472 (simplify
2473   (view_convert @0)
2474   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2475        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2476        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2477    (convert @0)))
2479 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2480    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2481 (simplify
2482   (view_convert (convert@0 @1))
2483   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2484        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2485        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2486        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2487            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2488                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2489    (view_convert @1)))
2491 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2492    barriers can be removed.  */
2493 (simplify
2494  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2495  @0)
2496 (simplify
2497  (paren (paren@1 @0))
2498  @1)
2500 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2501 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2502  (for icvt (convert float)
2503   (simplify
2504    (ocvt (icvt@1 @0))
2505    (with
2506     {
2507       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2508       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2509       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2510       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2511       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2512       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2513       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2514       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2515       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2516       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2517       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2518       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2519       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2520       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2521       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2522       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2523       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2524       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2525       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2526       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2527     }
2528    (switch
2529     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2530        handled below, if we are converting something to its own
2531        type via an object of identical or wider precision, neither
2532        conversion is needed.  */
2533     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2534           || (GENERIC
2535               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2536          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2537              || (inter_float && final_float))
2538          && inter_prec >= final_prec)
2539      (ocvt @0))
2541     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2542        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2543        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2544        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2545        then we sometimes need the middle conversion.  */
2546     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2547          && (final_int || final_float)
2548          && inter_prec >= inside_prec
2549          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2550      (ocvt @0))
2552     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2553        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2554        final conversion does not change precision we can drop the
2555        intermediate conversion.  */
2556     (if (inside_int && inter_int && final_int
2557          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2558               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2559              || final_prec == inter_prec))
2560      (ocvt @0))
2562     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2563         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2564         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2565         - the intermediate type is narrower than both initial and
2566           final, or
2567         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2568           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2569         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2570           intermediate and final types differ, or
2571         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2572           initial and intermediate types differ.  */
2573     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2574          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2575          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2576          && ! (inside_int && inter_int
2577                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2578                && inter_prec < final_prec)
2579          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2580              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2581          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2582          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2583      (ocvt @0))
2585     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2586        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2587     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2588          && final_int && inter_int && inside_int
2589          && final_prec == inside_prec
2590          && final_prec > inter_prec
2591          && inter_unsignedp)
2592      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2593                               (inside_type,
2594                                wi::mask (inter_prec, false,
2595                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2597     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2598        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2599        floating-point conversion.  */
2600     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2601          && inside_int && inter_float && final_int &&
2602          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2603          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2604      (convert @0)))))))
2606 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2607    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2608    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2609 (simplify
2610   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2611   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2612        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2613        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2614        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2615                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2616    (convert @0)))
2619 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2620 (simplify
2621   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2622   (convert @0))
2624 /* Canonicalization of binary operations.  */
2626 /* Convert X + -C into X - C.  */
2627 (simplify
2628  (plus @0 REAL_CST@1)
2629  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2630   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2631    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2632     (minus @0 { tem; })))))
2634 /* Convert x+x into x*2.  */
2635 (simplify
2636  (plus @0 @0)
2637  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2638   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2639   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2640    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2642 /* 0 - X  ->  -X.  */
2643 (simplify
2644  (minus integer_zerop @1)
2645  (negate @1))
2646 (simplify
2647  (pointer_diff integer_zerop @1)
2648  (negate (convert @1)))
2650 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2651    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2652    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2653 (simplify
2654  (minus real_zerop@0 @1)
2655  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2656   (negate @1)))
2658 /* Transform x * -1 into -x.  */
2659 (simplify
2660  (mult @0 integer_minus_onep)
2661  (negate @0))
2663 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2664    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2665 (simplify
2666  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
2667  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2668       && single_use (@3)
2669       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2670   (mult (mult @0 @2) @1)))
2672 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2673    number.  */
2674 (match compositional_complex
2675  (convert? (complex @0 @1)))
2677 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2678 (simplify
2679  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2680  @0)
2681 (simplify
2682  (realpart (complex @0 @1))
2683  @0)
2684 (simplify
2685  (imagpart (complex @0 @1))
2686  @1)
2688 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2689 (simplify
2690  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2691  (convert (realpart @0)))
2692 (simplify
2693  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2694  (convert (negate (imagpart @0))))
2695 (for part (realpart imagpart)
2696  (for op (plus minus)
2697   (simplify
2698    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2699    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2700 (simplify
2701  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2702  (convert (COS @0)))
2703 (simplify
2704  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2705  (convert (SIN @0)))
2707 /* conj(conj(x)) -> x  */
2708 (simplify
2709  (conj (convert? (conj @0)))
2710  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2711   (convert @0)))
2713 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2714 (simplify
2715  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2716  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2717   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2719 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2720 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2721  (simplify
2722   (bswap (bswap @0))
2723   @0)
2724  (simplify
2725   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2726   (bit_not @0))
2727  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2728   (simplify
2729    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2730    (bitop @0 (bswap @1)))))
2733 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2735 /* Simplify constant conditions.
2736    Only optimize constant conditions when the selected branch
2737    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2738    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2739    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2740    this one as we depend on doing this transform before possibly
2741    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2742    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2743    genmatch cannot handle.  */
2744 (simplify
2745  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2746  (if (integer_zerop (@0))
2747   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2748    @2)
2749   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2750    @1)))
2751 (simplify
2752  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2753  (if (integer_all_onesp (@0))
2754   @1
2755   (if (integer_zerop (@0))
2756    @2)))
2758 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2759    be extended.  */
2760 /* This pattern implements two kinds simplification:
2762    Case 1)
2763    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2764      1) Conversions are type widening from smaller type.
2765      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2766      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2767    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2768    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2769    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2770    referred var is always benefitial for complicated cases.
2772    Case 2)
2773    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2774 (for cmp (lt le gt ge eq)
2775  (simplify
2776   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2777   (with
2778    {
2779      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2780      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2781      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2783      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2784          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2785          && (types_match (c1_type, from_type)
2786              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2787                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2788                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2789          && (types_match (c2_type, from_type)
2790              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2791                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2792                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2793        {
2794          if (cmp != EQ_EXPR)
2795            {
2796              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2797                {
2798                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2799                  if (cmp == LE_EXPR)
2800                    code = LT_EXPR;
2801                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2802                  if (cmp == GT_EXPR)
2803                    code = GE_EXPR;
2804                }
2805              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2806                {
2807                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2808                  if (cmp == LT_EXPR)
2809                    code = LE_EXPR;
2810                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2811                  if (cmp == GE_EXPR)
2812                    code = GT_EXPR;
2813                }
2814              if (code != ERROR_MARK
2815                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2816                {
2817                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2818                    code = MIN_EXPR;
2819                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2820                    code = MAX_EXPR;
2821                }
2822            }
2823          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2824          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2825            code = EQ_EXPR;
2826        }
2827    }
2828    (if (code == MAX_EXPR)
2829     (convert (max @1 (convert @2)))
2830     (if (code == MIN_EXPR)
2831      (convert (min @1 (convert @2)))
2832      (if (code == EQ_EXPR)
2833       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2834                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2836 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2838      1) OP is PLUS or MINUS.
2839      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2840      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2842    This pattern also handles special cases like:
2844      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2845         integer zero.  In this case,
2846           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2847           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2848      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2849         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2850         code.
2852    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2853    simplified at the moment because C standard requires additional
2854    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2855    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2856 (for op (plus minus)
2857  (for cmp (lt le gt ge)
2858   (simplify
2859    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2860    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2861     (if (types_match (from_type, to_type)
2862          /* Check if it is special case A).  */
2863          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2864              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2865              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2866              && integer_zerop (@1)
2867              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2868      (with
2869       {
2870         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
2871         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2872         wide_int real_c1;
2873         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
2874         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
2875         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
2876         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2878         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2879             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2880             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2881         if (!types_match (from_type, to_type))
2882           {
2883             if (cmp_code == LT_EXPR)
2884               cmp_code = GT_EXPR;
2885             if (cmp_code == GE_EXPR)
2886               cmp_code = LE_EXPR;
2887             c1 = wi::max_value (to_type);
2888           }
2889         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2890            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2891            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2892            if it is undefined.  */
2893         if (op == PLUS_EXPR)
2894           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2895         else
2896           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2898         code = cmp_code;
2899         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2900           {
2901             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2902                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2903             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2904                 && !overflow)
2905               {
2906                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2907                 if (cmp_code == LE_EXPR)
2908                   code = LT_EXPR;
2909                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2910                 if (cmp_code == GT_EXPR)
2911                   code = GE_EXPR;
2912               }
2913             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2914                 && !overflow)
2915               {
2916                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2917                 if (cmp_code == LT_EXPR)
2918                   code = LE_EXPR;
2919                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2920                 if (cmp_code == GE_EXPR)
2921                   code = GT_EXPR;
2922               }
2923             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
2924               {
2925                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
2926                   code = MIN_EXPR;
2927                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
2928                   code = MAX_EXPR;
2929               }
2930           }
2931       }
2932       (if (code == MAX_EXPR)
2933        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2934            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
2935        (if (code == MIN_EXPR)
2936         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2937             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
2939 (for cnd (cond vec_cond)
2940  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
2941  (simplify
2942   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
2943   (cnd @0 @1 @3))
2944  (simplify
2945   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
2946   (cnd @0 @1 @3))
2947  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
2948  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
2949     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
2950     The following is still important to merge then and else arm cases
2951     from if-conversion.  */
2952  (simplify
2953   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
2954   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
2955    (cnd @0 @1 @3)))
2956  (simplify
2957   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
2958   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
2959    (cnd @0 @3 @4)))
2961  /* A ? B : B -> B.  */
2962  (simplify
2963   (cnd @0 @1 @1)
2964   @1)
2966  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
2967  (simplify
2968   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
2969   (cnd @0 @2 @1)))
2971 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
2972    return all -1 or all 0 results.  */
2973 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
2974    but that isn't necessarily a win on its own.  */
2975 (simplify
2976  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2977  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2978       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2979                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2980       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2981           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2982   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2984 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
2985 (simplify
2986  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2987  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2988       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2989                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2990       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2991           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2992   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2995 /* Simplifications of comparisons.  */
2997 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
2998    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
2999    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3000 (for cmp  (le gt)
3001      acmp (lt ge)
3002  (simplify
3003   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
3004   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
3005    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3006 (for cmp  (ge lt)
3007      acmp (gt le)
3008  (simplify
3009   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
3010   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
3011    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3014 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3015    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3016    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3017    that with expression code iteration.  */
3018 (for cmp (tcc_comparison)
3019      icmp (inverted_tcc_comparison)
3020      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3021  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3022     and handle some more cases by using
3023       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3024     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3025     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3026  (simplify
3027   (bit_not (cmp @0 @1))
3028   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3029        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3030    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3031       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3032       a computed operator in the replacement tree thus we have
3033       to play the trick below.  */
3034    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3035              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3036     (if (ic == icmp)
3037      (icmp @0 @1)
3038      (if (ic == ncmp)
3039       (ncmp @0 @1))))))
3040  (simplify
3041   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3042   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3043             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3044    (if (ic == icmp)
3045     (icmp @0 @1)
3046     (if (ic == ncmp)
3047      (ncmp @0 @1))))))
3049 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3050    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3051    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3052    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3053    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3054 (for cmp (eq ne)
3055  (for sub (minus pointer_diff)
3056   (simplify
3057    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3058    (if (single_use (@2))
3059     (cmp @0 @1)))))
3061 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3062    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3063    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3064    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3065 (for cmp (simple_comparison)
3066      scmp (swapped_simple_comparison)
3067  (simplify
3068   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3069   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3070   (if (integer_zerop (@1))
3071    (cmp @1 @2)
3072    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3073         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3074         && single_use (@3))
3075     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3076     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3077      (scmp @0 @2)
3078      (cmp @0 @2))))))
3080 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3081    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3082 (for cmp (eq ge le)
3083  (simplify
3084   (cmp @0 @0)
3085   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3086        || ! HONOR_NANS (@0))
3087    { constant_boolean_node (true, type); }
3088    (if (cmp != EQ_EXPR)
3089     (eq @0 @0)))))
3090 (for cmp (ne gt lt)
3091  (simplify
3092   (cmp @0 @0)
3093   (if (cmp != NE_EXPR
3094        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3095        || ! HONOR_NANS (@0))
3096    { constant_boolean_node (false, type); })))
3097 (for cmp (unle unge uneq)
3098  (simplify
3099   (cmp @0 @0)
3100   { constant_boolean_node (true, type); }))
3101 (for cmp (unlt ungt)
3102  (simplify
3103   (cmp @0 @0)
3104   (unordered @0 @0)))
3105 (simplify
3106  (ltgt @0 @0)
3107  (if (!flag_trapping_math)
3108   { constant_boolean_node (false, type); }))
3110 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3111 (for cmp (simple_comparison)
3112  (simplify
3113   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3114   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3115    (cmp @1 @0))))
3117 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3118 (for cmp (simple_comparison)
3119      scmp (swapped_simple_comparison)
3120  (simplify
3121   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3122   (if (single_use (@2)
3123        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3124    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3126 (for cmp (simple_comparison)
3127  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3128  (simplify
3129   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3130   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3131        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3132            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3133        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3134            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3135    (with
3136     {
3137       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3138       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3139         {
3140           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3141           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3142               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3143             type1 = float_type_node;
3144           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3145               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3146             type1 = double_type_node;
3147         }
3148       tree newtype
3149         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3150            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
3151     }
3152     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3153      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3155  (simplify
3156   (cmp @0 REAL_CST@1)
3157   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3158   (switch
3159    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3160    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3161     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3162    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3163    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3164         && ! HONOR_SNANS (@1))
3165     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3166    /* Fold comparisons against infinity.  */
3167    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3168         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3169     (with
3170      {
3171        REAL_VALUE_TYPE max;
3172        enum tree_code code = cmp;
3173        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3174        if (neg)
3175          code = swap_tree_comparison (code);
3176      }
3177      (switch
3178       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3179       (if (code == GT_EXPR
3180            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3181        { constant_boolean_node (false, type); })
3182       (if (code == LE_EXPR)
3183        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3184        (if (! HONOR_NANS (@0))
3185         { constant_boolean_node (true, type); }
3186         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3187            an "invalid" exception.  */
3188         (if (!flag_trapping_math)
3189          (eq @0 @0))))
3190       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3191          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3192       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3193            || code == GE_EXPR)
3194        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3195         (if (neg)
3196          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3197          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3198       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3199       (if (code == LT_EXPR)
3200        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3201         (if (neg)
3202          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3203          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3204       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3205          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3206       (if (code == NE_EXPR)
3207        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3208         (if (! HONOR_NANS (@0))
3209          (if (neg)
3210           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3211           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3212          (if (neg)
3213           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3214           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3216  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3217     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3218     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3219     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3220  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3221   (for op (plus minus)
3222    (simplify
3223     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3224     (with
3225      {
3226        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3227                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3228      }
3229      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3230       (cmp @0 { tem; }))))))
3232  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3233     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3234     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3235     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3236  (if (flag_associative_math)
3237   (simplify
3238    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3239    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3240     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3241      (cmp { tem; } @1)))))
3243  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3244  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3245       && ! flag_errno_math)
3246   (for sq (SQRT)
3247    (simplify
3248     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3249     (switch
3250      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3251       (switch
3252        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3253        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3254         { constant_boolean_node (false, type); })
3255        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3256           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3257        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3258         { constant_boolean_node (true, type); })
3259        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3260        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3261      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3262       (switch
3263        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3264        (if (cmp == LT_EXPR)
3265         { constant_boolean_node (false, type); })
3266        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3267        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3268         { constant_boolean_node (true, type); })
3269        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3270        (if (cmp == LE_EXPR)
3271         (eq @0 @1))
3272        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3273           == or !=.  In the last case:
3275             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3277           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3278           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3279        (cmp @0 @1)))
3280      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3281       (with
3282        {
3283          REAL_VALUE_TYPE c2;
3284          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3285                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3286          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3287        }
3288        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3289         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3290         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3291          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3292          { constant_boolean_node (false, type); })
3293         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3294         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3295      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3296       (with
3297        {
3298          REAL_VALUE_TYPE c2;
3299          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3300                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3301          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3302        }
3303        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3304         (switch
3305          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3306             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3307          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3308           { constant_boolean_node (true, type); })
3309          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3310             don't care about NaNs.  */
3311          (if (! HONOR_NANS (@0))
3312           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3313          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3314             don't care about Infinities.  */
3315          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3316           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3317          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3318          (if (GENERIC)
3319           (truth_andif
3320            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3321            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3322         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3323         (if (! HONOR_NANS (@0))
3324          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3325          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3326          (if (GENERIC)
3327           (truth_andif
3328            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3329            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3330    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3331    (simplify
3332     (cmp (sq @0) (sq @1))
3333       (if (! HONOR_NANS (@0))
3334         (cmp @0 @1))))))
3336 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3337 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3338      icmp (le le eq ne ge ge)
3339  (simplify
3340   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3341    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3342         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3343     (with
3344      {
3345        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3346        signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3347        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3348        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3349        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3350           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3351           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3352           -fno-signaling-nans.  */
3353        bool exception_p
3354          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3355                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3356        /* INT?_MIN is power-of-two so it takes
3357           only one mantissa bit.  */
3358        bool signed_p = isign == SIGNED;
3359        bool itype_fits_ftype_p
3360          = TYPE_PRECISION (itype) - signed_p <= significand_size (fmt);
3361      }
3362      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3363         -fno-trapping-math.  */
3364      (if (itype_fits_ftype_p && ! exception_p)
3365       (with
3366        {
3367          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3368          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3369          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3371          REAL_VALUE_TYPE icst;
3372          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3373            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3374          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3375            real_floor (&icst, fmt, cst);
3376          else
3377            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3379          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3381          bool overflow_p = false;
3382          wide_int icst_val
3383            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3384        }
3385        (switch
3386         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3387         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3388          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3389                                   type); })
3390         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3391          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3392                                   type); })
3393         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3394         (if (cst_int_p)
3395          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3396                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3397         )
3398         /* When CST is fractional, optimize
3399             (FTYPE) N == CST -> 0
3400             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3401         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3402          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }) 
3403         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3404         (with
3405          {
3406            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3407          }
3408          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3410 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3411 (for cmp (eq ne)
3412  (simplify
3413   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3414   (if (!integer_zerop (@1))
3415    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3416     (cmp @0 @2)
3417     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3418      (with
3419       {
3420         wi::overflow_type ovf;
3421         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3422                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3423       }
3424       (if (ovf)
3425        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3426        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3427 (for cmp (lt le gt ge)
3428  (simplify
3429   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3430   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3431    (with
3432     {
3433       wi::overflow_type ovf;
3434       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3435                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3436     }
3437     (if (ovf)
3438      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3439                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3440                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3441      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3443 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3444 (simplify
3445  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3446  (if (types_match (@0, @1))
3447   (unordered @0 @1)))
3448 (simplify
3449  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3450  (if (types_match (@0, @1))
3451   (ordered @0 @1)))
3452 (simplify
3453  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3454  @2)
3455 (simplify
3456  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3457  @2)
3459 /* Simple range test simplifications.  */
3460 /* A < B || A >= B -> true.  */
3461 (for test1 (lt le le le ne ge)
3462      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3463  (simplify
3464   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3465   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3466        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3467    { constant_boolean_node (true, type); })))
3468 /* A < B && A >= B -> false.  */
3469 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3470      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3471  (simplify
3472   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3473   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3474        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3475    { constant_boolean_node (false, type); })))
3477 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3478    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3480    Note that comparisons
3481      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3482      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3483    will be canonicalized to above so there's no need to
3484    consider them here.
3485  */
3487 (for cmp (le gt)
3488      eqcmp (eq ne)
3489  (simplify
3490   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3491   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3492    (with
3493     {
3494      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3495      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3496      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3497      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3498      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3499     }
3500     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3501          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3502       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3503              { build_zero_cst (ty); }))))))
3505 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3506 (for cmp (tcc_comparison)
3507      scmp (swapped_tcc_comparison)
3508  (simplify
3509   (cmp (negate @0) (negate @1))
3510   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3511        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3512            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3513    (scmp @0 @1)))
3514  (simplify
3515   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3516   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3517        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3518            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3519    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3520     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3521      (scmp @0 { tem; }))))))
3523 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3524 (for op (eq ne)
3525  (simplify
3526   (op (abs @0) zerop@1)
3527   (op @0 @1)))
3529 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3530    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3531 (for cmp (simple_comparison)
3532  (simplify
3533   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3534   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3535        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3536           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3537        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3538             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
3539             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
3540        && single_use (@0))
3541    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3542         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3543             || @1 != @10)
3544         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3545             || cmp == NE_EXPR
3546             || cmp == EQ_EXPR)
3547         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3548     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3549        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3550        constant which fold_convert produces.  */
3551     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3552      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3553                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3554      (cmp @00 (convert @1)))
3556     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3557      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3558      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3559            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3560            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3561                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3562           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3563               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3564                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3565                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3566                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3567               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3568                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3569                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3570       (cmp @00 (convert @10))
3571       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3572            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3573            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3574        (with
3575         {
3576           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3577           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3578           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3579           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3580         }
3581         (if (above || below)
3582          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3583           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3584           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3585            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3586            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3587             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3589 (for cmp (eq ne)
3590  /* A local variable can never be pointed to by
3591     the default SSA name of an incoming parameter.
3592     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3593  (simplify
3594   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3595   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3596        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3597    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3598     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3599          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3600      (if (cmp == NE_EXPR)
3601       { constant_boolean_node (true, type); }
3602       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3604 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3605 (for cmp (eq ne)
3607  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3608     Similarly for NE_EXPR.  */
3609  (simplify
3610   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3611   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3612        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3613    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3615  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3616  (simplify
3617   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3618   (cmp @0 @1))
3620  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3621     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3622  (simplify
3623   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3624   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3626  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3627  (simplify
3628   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3629   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3630    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3632  (simplify
3633   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3634   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3635    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3637 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3638    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3639 (for cmp (eq ne)
3640      icmp (ne eq)
3641  (simplify
3642   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3643   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3645 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3646    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3647 (simplify
3648  (cond
3649   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3650   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
3651  (if (integer_pow2p (@2))
3652   (with {
3653      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3654                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3655    }
3656    (if (shift > 0)
3657     (bit_and
3658      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3659     (bit_and
3660      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
3661      @2)))))
3663 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3664    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3665 (for cmp (eq ne)
3666      ncmp (ge lt)
3667  (simplify
3668   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3669   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3670        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3671        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3672        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3673    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3674     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3676 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3677    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3678 (simplify
3679  (cond
3680   (lt @0 integer_zerop)
3681   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
3682  (if (integer_pow2p (@1)
3683       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3684   (with {
3685     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3686    }
3687    (if (shift >= 0)
3688     (bit_and
3689      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3690      @1)
3691     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3692        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3693     (bit_and (convert @0) @1)))))
3695 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3696    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3697    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3698    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3699 (for cmp (simple_comparison)
3700  (simplify
3701   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3702   (with
3703    {
3704      poly_int64 off0, off1;
3705      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3706      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3707      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3708        {
3709          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3710          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3711        }
3712      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3713        {
3714          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3715          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3716        }
3717    }
3718    (if (base0 && base1)
3719     (with
3720      {
3721        int equal = 2;
3722        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3723           the value expressions might point to fields/elements
3724           of other vars etc.  */
3725        if (GENERIC
3726            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3727                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3728          ;
3729        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3730                 && decl_in_symtab_p (base1))
3731          equal = symtab_node::get_create (base0)
3732                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3733        else if ((DECL_P (base0)
3734                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3735                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3736                 && (DECL_P (base1)
3737                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3738                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3739          equal = (base0 == base1);
3740      }
3741      (if (equal == 1
3742           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3743               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
3744               || known_eq (off0, off1)
3745               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3746                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
3747               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3748                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
3749       (switch
3750        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3751         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
3752        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3753         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
3754        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
3755         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
3756        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
3757         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
3758        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
3759         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
3760        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
3761         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
3762       (if (equal == 0
3763            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3764            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3765            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3766                || known_eq (off0, off1)))
3767        (switch
3768         (if (cmp == EQ_EXPR)
3769          { constant_boolean_node (false, type); })
3770         (if (cmp == NE_EXPR)
3771          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3773 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3774 (for neeq (ne eq)
3775  (simplify
3776   (neeq @0 @1)
3777   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3778        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3779    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
3781 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3782    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3783    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3784    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3785    canonicalizaion is not wanted.  */
3787 (for cmp (ne eq)
3788  (simplify
3789   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3790   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3791          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3792          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3793         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3794             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3795             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3796        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
3797    (cmp @0 (convert @1)))))
3799 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3800 (for cmp (lt gt le ge)
3801  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3802     the specified precision will have known values.  */
3803  (simplify
3804   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3805   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3806        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3807    (with
3808     {
3809       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3810       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3811       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3812       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3813       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3814     }
3815     (switch
3816      (if (wi::to_wide (@1) == max)
3817       (switch
3818        (if (cmp == GT_EXPR)
3819         { constant_boolean_node (false, type); })
3820        (if (cmp == GE_EXPR)
3821         (eq @2 @1))
3822        (if (cmp == LE_EXPR)
3823         { constant_boolean_node (true, type); })
3824        (if (cmp == LT_EXPR)
3825         (ne @2 @1))))
3826      (if (wi::to_wide (@1) == min)
3827       (switch
3828        (if (cmp == LT_EXPR)
3829         { constant_boolean_node (false, type); })
3830        (if (cmp == LE_EXPR)
3831         (eq @2 @1))
3832        (if (cmp == GE_EXPR)
3833         { constant_boolean_node (true, type); })
3834        (if (cmp == GT_EXPR)
3835         (ne @2 @1))))
3836      (if (wi::to_wide (@1) == max - 1)
3837       (switch
3838        (if (cmp == GT_EXPR)
3839         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))
3840        (if (cmp == LE_EXPR)
3841         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3842      (if (wi::to_wide (@1) == min + 1)
3843       (switch
3844        (if (cmp == GE_EXPR)
3845         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))
3846        (if (cmp == LT_EXPR)
3847         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3848      (if (wi::to_wide (@1) == signed_max
3849           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3850           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3851              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3852              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3853              max associated with this sign bit.  */
3854           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3855           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3856           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3857       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3858          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3859       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3860        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3861         (if (cmp == LE_EXPR)
3862          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3863          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3865 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3866  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3867  (simplify
3868   (cmp @0 REAL_CST@1)
3869   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3870        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3871    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3872                             ? false : true, type); })))
3874 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3875 (simplify
3876  (ne @0 integer_zerop)
3877  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3878       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3879   (non_lvalue @0)))
3880 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3881 (simplify
3882  (eq @0 integer_onep)
3883  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3884       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3885   (non_lvalue @0)))
3886 /* Do not handle
3887    bool_var == 0 becomes !bool_var or
3888    bool_var != 1 becomes !bool_var
3889    here because that only is good in assignment context as long
3890    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
3891    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
3892    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
3894 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
3895    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
3896    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
3897    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
3898 (for cmp (lt le ge gt)
3899      out (gt gt le le)
3900  (simplify
3901   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
3902   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3903        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3904        && wi::to_wide (@1) != 0
3905        && single_use (@2))
3906    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
3907     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3908                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
3909                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
3911 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
3912    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
3913    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
3914 (for cmp (gt le)
3915  (simplify
3916   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
3917   (if (single_use (@2)
3918        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3919        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3920        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3921    (cmp @1 @0))))
3923 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
3924 /* A - B > A  */
3925 (for cmp (gt le)
3926      out (ne eq)
3927  (simplify
3928   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
3929   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3930        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3931    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3932 /* A + B < A  */
3933 (for cmp (lt ge)
3934      out (ne eq)
3935  (simplify
3936   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
3937   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3938        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3939    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3941 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
3942    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
3943 (for cmp (lt ge)
3944      out (ne eq)
3945  (simplify
3946   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
3947   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3948    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
3949     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
3951 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
3952    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
3953    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
3954    section that follows this one.
3956    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
3957    the following:
3959    - the rule describes an identity
3961    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
3962      multiplication
3964    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
3965      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
3966      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
3967      when the operand has that value.)  */
3969 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3970  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
3971  (simplify
3972   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
3973   (if (!HONOR_SNANS (type))
3974    @0))
3976  (for op (plus minus)
3977   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
3978   (simplify
3979    (op (rdiv @0 @1)
3980        (rdiv @2 @1))
3981    (rdiv (op @0 @2) @1)))
3983  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
3984  (for root (SQRT CBRT)
3985   (simplify
3986    (mult (root:s @0) (root:s @1))
3987     (root (mult @0 @1))))
3989  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
3990  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3991   (simplify
3992    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
3993     (exps (plus @0 @1))))
3995  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
3996  (for root (SQRT CBRT)
3997   (simplify
3998    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
3999     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
4001  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
4002  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4003   (simplify
4004    (rdiv @0 (exps:s @1))
4005     (mult @0 (exps (negate @1)))))
4007  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4008       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4009   /* logN(expN(x)) -> x.  */
4010   (simplify
4011    (logs (exps @0))
4012    @0)
4013   /* expN(logN(x)) -> x.  */
4014   (simplify
4015    (exps (logs @0))
4016    @0))
4018  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
4019     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
4020     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
4021  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
4022       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
4023   (simplify
4024    (logs (exps @0))
4025    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4026     (with {
4027       tree x;
4028       switch (exps)
4029         {
4030         CASE_CFN_EXP:
4031           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
4032           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
4033           break;
4034         CASE_CFN_EXP2:
4035           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
4036           x = build_real (type, dconst2);
4037           break;
4038         CASE_CFN_EXP10:
4039         CASE_CFN_POW10:
4040           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
4041           {
4042             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
4043             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
4044             x = build_real (type, dconst10);
4045           }
4046           break;
4047         default:
4048           gcc_unreachable ();
4049         }
4050       }
4051      (mult (logs { x; }) @0)))))
4053  (for logs (LOG LOG
4054             LOG2 LOG2
4055             LOG10 LOG10)
4056       exps (SQRT CBRT)
4057   (simplify
4058    (logs (exps @0))
4059    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4060     (with {
4061       tree x;
4062       switch (exps)
4063         {
4064         CASE_CFN_SQRT:
4065           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
4066           x = build_real (type, dconsthalf);
4067           break;
4068         CASE_CFN_CBRT:
4069           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
4070           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
4071           break;
4072         default:
4073           gcc_unreachable ();
4074         }
4075       }
4076      (mult { x; } (logs @0))))))
4078  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4079  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4080       pows (POW)
4081   (simplify
4082    (logs (pows @0 @1))
4083    (mult @1 (logs @0))))
4085  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4086     or if C is a positive power of 2,
4087     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4088 #if GIMPLE
4089  (for pows (POW)
4090       exps (EXP)
4091       logs (LOG)
4092       exp2s (EXP2)
4093       log2s (LOG2)
4094   (simplify
4095    (pows REAL_CST@0 @1)
4096    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4097         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4098         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4099            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
4100            beneficial for all constants to postpone this until later,
4101            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
4102            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
4103            pessimization.  */
4104         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4105     (with {
4106        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
4107        bool use_exp2 = false;
4108        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
4109            && value->cl == rvc_normal)
4110          {
4111            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
4112            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
4113            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
4114              use_exp2 = true;
4115          }
4116      }
4117      (if (!use_exp2)
4118       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
4119        (exps (mult (logs @0) @1)))
4120       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
4121 #endif
4123  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
4124  (for pows (POW)
4125       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4126       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4127   (simplify
4128    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
4129    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4130         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4131     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
4133  (for sqrts (SQRT)
4134       cbrts (CBRT)
4135       pows (POW)
4136       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4137   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4138   (simplify
4139    (sqrts (exps @0))
4140    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4141   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4142   (simplify
4143    (cbrts (exps @0))
4144    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4145   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4146   (simplify
4147    (pows (exps @0) @1)
4148    (exps (mult @0 @1))))
4150  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4151  (for tans (TAN)
4152       atans (ATAN)
4153   (simplify
4154    (tans (atans @0))
4155    @0)))
4157 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4158 (simplify
4159  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4160  (abs @0))
4162 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4163 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4164  (simplify
4165   (fns (fns @0))
4166   (fns @0)))
4167 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4168 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4169  (simplify
4170   (fns integer_valued_real_p@0)
4171   @0))
4173 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4174 (simplify
4175  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4176  (abs @0))
4178 /* pow(1,x) -> 1.  */
4179 (simplify
4180  (POW real_onep@0 @1)
4181  @0)
4183 (simplify
4184  /* copysign(x,x) -> x.  */
4185  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4186  @0)
4188 (simplify
4189  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4190  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4191  (abs @0))
4193 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4194  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4195  (simplify
4196   (scale real_zerop@0 @1)
4197   @0)
4198  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4199  (simplify
4200   (scale @0 integer_zerop@1)
4201   @0)
4202  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4203  (simplify
4204   (scale REAL_CST@0 @1)
4205   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4206    @0)))
4208 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4209    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4211    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4212    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4213    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4214    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4216 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4217  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4218  (simplify
4219   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4220    (SIN @0))
4222  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4223  (simplify
4224   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4225   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4226    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4228  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4229  (simplify
4230   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4231    (TAN @0))
4233  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4234  (simplify
4235   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4236    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4238  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4239  (simplify
4240   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4241   (if (! HONOR_NANS (@0)
4242        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4243    (COS @0)))
4245  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4246  (simplify
4247   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4248   (if (! HONOR_NANS (@0)
4249        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4250    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4252  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4253  (simplify
4254   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4255    (POW @0 (plus @1 @2)))
4257  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4258  (simplify
4259   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4260    (POW (mult @0 @2) @1))
4262  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4263  (simplify
4264   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4265    (POWI (mult @0 @2) @1))
4267  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4268  (simplify
4269   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4270   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4271    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4273  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4274  (simplify
4275   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4276    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4278  (for sqrts (SQRT)
4279       cbrts (CBRT)
4280       pows (POW)
4281   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4282   (simplify
4283    (sqrts (sqrts @0))
4284    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4285   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4286   (simplify
4287    (sqrts (cbrts @0))
4288    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4289   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4290   (simplify
4291    (cbrts (sqrts @0))
4292    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4293   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4294   (simplify
4295    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4296    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4297   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4298   (simplify
4299    (sqrts (pows @0 @1))
4300    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4301   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4302   (simplify
4303    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4304    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4305   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4306   (simplify
4307    (pows (sqrts @0) @1)
4308    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4309   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4310   (simplify
4311    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4312    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4313   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4314   (simplify
4315    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4316    (pows @0 (mult @1 @2))))
4318  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4319  (simplify
4320   (CABS (complex @0 @0))
4321   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4323  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4324  (simplify
4325   (HYPOT @0 @0)
4326   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4328  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4329  (for cexps (CEXP)
4330       exps (EXP)
4331       cexpis (CEXPI)
4332   (simplify
4333    (cexps compositional_complex@0)
4334    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4335     (complex
4336      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4337      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4339 (if (canonicalize_math_p ())
4340  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4341  (for floors (FLOOR_ALL)
4342       truncs (TRUNC_ALL)
4343   (simplify
4344    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4345    (truncs @0))))
4347 (match double_value_p
4348  @0
4349  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4350 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4351             BUILT_IN_FLOORL
4352             BUILT_IN_CEILL
4353             BUILT_IN_ROUNDL
4354             BUILT_IN_NEARBYINTL
4355             BUILT_IN_RINTL)
4356      tos (BUILT_IN_TRUNC
4357           BUILT_IN_FLOOR
4358           BUILT_IN_CEIL
4359           BUILT_IN_ROUND
4360           BUILT_IN_NEARBYINT
4361           BUILT_IN_RINT)
4362  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4363  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4364   (simplify
4365    (froms (convert double_value_p@0))
4366    (convert (tos @0)))))
4368 (match float_value_p
4369  @0
4370  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4371 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4372             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4373             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4374             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4375             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4376             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4377      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4378           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4379           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4380           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4381           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4382           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4383  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4384     if x is a float.  */
4385  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4386       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4387   (simplify
4388    (froms (convert float_value_p@0))
4389    (convert (tos @0)))))
4391 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4392      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4393  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4394  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4395   (simplify
4396    (froms (convert double_value_p@0))
4397    (tos @0))))
4399 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4400             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4401      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4402  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4403     if x is a float.  */
4404  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4405   (simplify
4406    (froms (convert float_value_p@0))
4407    (tos @0))))
4409 (if (canonicalize_math_p ())
4410  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4411  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4412   (simplify
4413    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4414    (fix_trunc @0))))
4416 (if (canonicalize_math_p ())
4417  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4418  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4419            ICEIL LCEIL LLCEIL
4420            IROUND LROUND LLROUND)
4421   (simplify
4422    (fns integer_valued_real_p@0)
4423    (fix_trunc @0)))
4424  (if (!flag_errno_math)
4425   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4426   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4427    (simplify
4428     (rints integer_valued_real_p@0)
4429     (fix_trunc @0)))))
4431 (if (canonicalize_math_p ())
4432  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4433       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4434       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4435   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4436      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4437   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4438        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4439    (simplify
4440     (ifn @0)
4441     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4442   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4443      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4444   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4445        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4446    (simplify
4447     (llfn @0)
4448     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4450 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4451 (simplify
4452  (CPROJ @0)
4453  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4454    @0))
4456 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4457    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4458 (simplify
4459  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4460  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4461   { build_complex_inf (type, false); }))
4463 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4464 (simplify
4465  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4466  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4467   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4469 (for pows (POW)
4470      sqrts (SQRT)
4471      cbrts (CBRT)
4472  (simplify
4473   (pows @0 REAL_CST@1)
4474   (with {
4475     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4476     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4477    }
4478    (switch
4479     /* pow(x,0) -> 1.  */
4480     (if (real_equal (value, &dconst0))
4481      { build_real (type, dconst1); })
4482     /* pow(x,1) -> x.  */
4483     (if (real_equal (value, &dconst1))
4484      @0)
4485     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4486     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4487      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4488     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4489     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4490          && canonicalize_math_p ()
4491          && real_equal (value, &dconsthalf))
4492      (sqrts @0))
4493     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4494     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4495          && canonicalize_math_p ()
4496          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4497              real_equal (value, &tmp)))
4498      (cbrts @0))))))
4500 /* powi(1,x) -> 1.  */
4501 (simplify
4502  (POWI real_onep@0 @1)
4503  @0)
4505 (simplify
4506  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4507  (switch
4508   /* powi(x,0) -> 1.  */
4509   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4510    { build_real (type, dconst1); })
4511   /* powi(x,1) -> x.  */
4512   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4513    @0)
4514   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4515   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4516    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4518 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
4520    These are conceptually similar to the transformations performed for
4521    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4522    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4524 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4525    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4526    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4527    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4528    operation and convert the result to the desired type.  */
4529 (for op (plus minus)
4530   (simplify
4531     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4532     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4533          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4534             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4535          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4536          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4537          /* The precision of the type of each operand must match the
4538             precision of the mode of each operand, similarly for the
4539             result.  */
4540          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4541          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4542          && type_has_mode_precision_p (type)
4543          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4544          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4545          && types_match (@0, type)
4546          && (types_match (@0, @1)
4547              /* Or the second operand is const integer or converted const
4548                 integer from valueize.  */
4549              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4550       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4551         (op @0 (convert @1))
4552         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4553          (convert (op (convert:utype @0)
4554                       (convert:utype @1))))))))
4556 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4557    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4558    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4559    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4560    arithmetic operation.  */
4561 (for op (minus plus)
4562  (simplify
4563   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4564   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4565        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4566           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4567        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4568        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4569        /* The precision of the type of each operand must match the
4570           precision of the mode of each operand, similarly for the
4571           result.  */
4572        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4573        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4574        && type_has_mode_precision_p (type)
4575        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4576        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4577        && types_match (@0, @1)
4578        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4579            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4580        && (wi::to_wide (@4)
4581            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4582                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
4583    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4584     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4585      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4586     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4587      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4588                (convert:utype @4))))))))
4590 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
4591    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4592 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
4593      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
4594      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
4595  (simplify
4596   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4597   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4598        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4599    (op @0 (ext @1 @2)))))
4601 (simplify
4602  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4603  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4604  { integer_zero_node; })
4606 (simplify
4607  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4608  (SIGNBIT @0)
4609  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4610   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4612 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4613 (for cmp (eq ne)
4614  (for op (plus minus)
4615       rop (minus plus)
4616   (simplify
4617    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4618    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4619         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4620         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4621         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4622     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4623      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4624           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4625       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4626       (if (single_use (@3))
4627        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
4628                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
4629 (for cmp (lt le gt ge)
4630  (for op (plus minus)
4631       rop (minus plus)
4632   (simplify
4633    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4634    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4635         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4636     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4637      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4638       {
4639         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4640                                 "when simplifying conditional to constant"),
4641                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4642         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4643         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4644         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
4645                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4646                         != (op == MINUS_EXPR);
4647         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4648       }
4649       (if (single_use (@3))
4650        (with
4651         {
4652           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4653                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4654                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4655                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4656         }
4657         (cmp @0 { res; })))))))))
4659 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4661 (simplify
4662  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4663  (switch
4664   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4665        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4666    (switch
4667     (if (integer_zerop (@2))
4668      (view_convert (realpart @0)))
4669     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4670      (view_convert (imagpart @0)))))
4671   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4672        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4673        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4674        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4675        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4676        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4677             && integer_zerop (@2))
4678            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4679               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4680            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4681                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4682                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4683                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4684                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4685                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4686                                             - TYPE_PRECISION (type))
4687                                          : 0)) == 0)))
4688    (convert @0))))
4690 /* Simplify vector extracts.  */
4692 (simplify
4693  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4694  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4695       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4696           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4697               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4698   (with
4699    {
4700      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4701                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4702      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4703      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4704      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4705      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4706    }
4707    (if (n != 0
4708         && (idx % width) == 0
4709         && (n % width) == 0
4710         && known_le ((idx + n) / width,
4711                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
4712     (with
4713      {
4714        idx = idx / width;
4715        n = n / width;
4716        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4717        poly_uint64 k = 1;
4718        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4719          {
4720            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4721            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4722              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4723          }
4724        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
4725      }
4726      (switch
4727       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4728       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
4729        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4730         { build_constructor (type, NULL); }
4731         (if (count == 1)
4732          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4733           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
4734           { build_zero_cst (type); })
4735          {
4736            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4737            vec_alloc (vals, count);
4738            for (unsigned i = 0;
4739                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4740              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4741                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
4742            build_constructor (type, vals);
4743          })))
4744       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4745       (if (k.is_constant (&const_k)
4746            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
4747        (switch
4748         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
4749          { build_zero_cst (type); })
4750         (if (n == const_k)
4751          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
4752         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
4753                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
4755 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4756    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4757    not touching the extraction.  */
4758 (simplify
4759  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4760  (with
4761   {
4762     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4763     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4764       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4765     else
4766       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4767   }
4768   (switch
4769    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
4770         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
4771                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4772     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4773                                                  wi::to_wide (@rpos)
4774                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
4775    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
4776                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
4777         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
4778                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4779     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
4781 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4782  (for fmas (FMA)
4783   (simplify
4784    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
4785    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4786   (simplify
4787    (fmas @0 @1 (negate @2))
4788    (IFN_FMS @0 @1 @2))
4789   (simplify
4790    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
4791    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4792   (simplify
4793    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
4794    (if (single_use (@3))
4795     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
4797  (simplify
4798   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
4799   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4800  (simplify
4801   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
4802   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4803  (simplify
4804   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
4805   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4806  (simplify
4807   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
4808    (if (single_use (@3))
4809     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
4811  (simplify
4812   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
4813   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4814  (simplify
4815   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
4816   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4817  (simplify
4818   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
4819   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4820  (simplify
4821   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
4822   (if (single_use (@3))
4823    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
4825  (simplify
4826   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
4827   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4828  (simplify
4829   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
4830   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4831  (simplify
4832   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
4833   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4834  (simplify
4835   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
4836   (if (single_use (@3))
4837    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
4839 /* POPCOUNT simplifications.  */
4840 (for popcount (BUILT_IN_POPCOUNT BUILT_IN_POPCOUNTL BUILT_IN_POPCOUNTLL
4841                BUILT_IN_POPCOUNTIMAX)
4842   /* popcount(X&1) is nop_expr(X&1).  */
4843   (simplify
4844     (popcount @0)
4845     (if (tree_nonzero_bits (@0) == 1)
4846       (convert @0)))
4847   /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
4848   (simplify
4849     (plus (popcount:s @0) (popcount:s @1))
4850     (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
4851       (popcount (bit_ior @0 @1))))
4852   /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
4853   (for cmp (le eq ne gt)
4854        rep (eq eq ne ne)
4855     (simplify
4856       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
4857       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4859 /* Simplify:
4861      a = a1 op a2
4862      r = c ? a : b;
4864    to:
4866      r = c ? a1 op a2 : b;
4868    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
4869    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
4870    simplification if the result of the operation isn't needed.  */
4871 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
4872      cond_op (COND_BINARY)
4873  (simplify
4874   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
4875   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
4876    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4877     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
4878  (simplify
4879   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
4880   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
4881    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4882     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
4884 /* Same for ternary operations.  */
4885 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
4886      cond_op (COND_TERNARY)
4887  (simplify
4888   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
4889   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
4890    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4891     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
4892  (simplify
4893   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
4894   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
4895    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4896     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
4897                   (view_convert:op_type @1)))))))
4899 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
4900    "else" value of an IFN_COND_*.  */
4901 (for cond_op (COND_BINARY)
4902  (simplify
4903   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
4904   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
4905    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4906     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
4907  (simplify
4908   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
4909   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
4910    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
4911         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
4912     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
4914 /* Same for ternary operations.  */
4915 (for cond_op (COND_TERNARY)
4916  (simplify
4917   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
4918   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
4919    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4920     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
4921  (simplify
4922   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
4923   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
4924    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
4925         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
4926     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))