Extend tree code folds to IFN_COND_*
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob7e4020eb3efc40591e0a2dde8485b32d14a503f5
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)
89     
90 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
91    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
92 (match (nop_convert @0)
93  (convert @0)
94  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
95 (match (nop_convert @0)
96  (view_convert @0)
97  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
98       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
99                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
100       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
101 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
102 (match (nop_convert @0)
103  @0) 
105 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
106    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
107    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
108 (simplify (abs (convert @0))
109  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
110       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
111       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
112   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
113    (convert (absu:utype @0)))))
116 /* Simplifications of operations with one constant operand and
117    simplifications to constants or single values.  */
119 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
120   (simplify
121     (op @0 integer_zerop)
122     (non_lvalue @0)))
124 /* 0 +p index -> (type)index */
125 (simplify
126  (pointer_plus integer_zerop @1)
127  (non_lvalue (convert @1)))
129 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
130 (simplify
131  (pointer_diff @0 integer_zerop)
132  (convert @0))
134 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
135    Likewise if the operands are reversed.  */
136 (simplify
137  (plus:c @0 real_zerop@1)
138  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
139   (non_lvalue @0)))
141 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
142 (simplify
143  (minus @0 real_zerop@1)
144  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
145   (non_lvalue @0)))
147 /* Simplify x - x.
148    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
149    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
150    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
151    is volatile.  */
152 (simplify
153  (minus @0 @0)
154  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
155   { build_zero_cst (type); }))
156 (simplify
157  (pointer_diff @@0 @0)
158  { build_zero_cst (type); })
160 (simplify
161  (mult @0 integer_zerop@1)
162  @1)
164 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
165    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
166    same in modes with signed zeros, since multiplying a
167    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
168 (simplify
169  (mult @0 real_zerop@1)
170  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
171   @1))
173 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
174    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
175 (simplify
176  (mult @0 real_onep)
177  (if (!HONOR_SNANS (type)
178       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
179           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
180   (non_lvalue @0)))
182 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
183 (simplify
184  (mult @0 real_minus_onep)
185   (if (!HONOR_SNANS (type)
186        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
187            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
188    (negate @0)))
190 (for cmp (gt ge lt le)
191      outp (convert convert negate negate)
192      outn (negate negate convert convert)
193  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
194  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
195  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
196  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
197  (simplify
198   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
199   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
200        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
201    (switch
202     (if (types_match (type, float_type_node))
203      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
204     (if (types_match (type, double_type_node))
205      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
206     (if (types_match (type, long_double_type_node))
207      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
208  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
209  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
210  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
211  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
212  (simplify
213   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
214   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
215        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
216    (switch
217     (if (types_match (type, float_type_node))
218      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
219     (if (types_match (type, double_type_node))
220      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
221     (if (types_match (type, long_double_type_node))
222      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
224 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
225 (simplify
226  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
227  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
228   (abs @0)))
230 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
231 (simplify
232  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
233  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
234   (negate (abs @0))))
236 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
237 (simplify
238  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
239  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
240   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
242 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
243 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
244   (simplify
245     (op @0 integer_onep)
246     (non_lvalue @0)))
248 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
249    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
250    toward zero.
251    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
252 (simplify
253  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
254  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
255       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
256           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
257           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
258   (rshift @0 @2)))
260 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
261    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
262    traps enables better optimizations than these anyway.  */
263 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
264  /* 0 / X is always zero.  */
265  (simplify
266   (div integer_zerop@0 @1)
267   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
268   (if (!integer_zerop (@1))
269    @0))
270   /* X / -1 is -X.  */
271  (simplify
272    (div @0 integer_minus_onep@1)
273    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
274     (negate @0)))
275  /* X / X is one.  */
276  (simplify
277   (div @0 @0)
278   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
279      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
280   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
281    { build_one_cst (type); }))
282  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */ 
283  (simplify
284    (div:C @0 (abs @0))
285    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
286         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
287     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
288           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
289  /* X / -X is -1.  */
290  (simplify
291    (div:C @0 (negate @0))
292    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
293         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
294     { build_minus_one_cst (type); })))
296 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
297    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
298 (simplify
299  (floor_div @0 @1)
300  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
301       && TYPE_UNSIGNED (type))
302   (trunc_div @0 @1)))
304 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
305    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
306 (for div (trunc_div exact_div)
307  (simplify
308   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
309   (with {
310     wi::overflow_type overflow;
311     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
312                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
313    }
314    (if (!overflow)
315     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
316     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
317          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
318      { build_zero_cst (type); })))))
320 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
321    overflow is different.  */
322 (simplify
323  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
324  (with {
325    wi::overflow_type overflow;
326    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
327                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
328   }
329   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
330      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
331   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
332    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
334 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
335    NaNs or Infinities.  */
336 (simplify
337  (rdiv @0 @0)
338  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
339       && ! HONOR_NANS (type)
340       && ! HONOR_INFINITIES (type))
341   { build_one_cst (type); }))
343 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
344    NaNs or Infinities.  */
345 (simplify
346  (rdiv:C @0 (negate @0))
347  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
348       && ! HONOR_NANS (type)
349       && ! HONOR_INFINITIES (type))
350   { build_minus_one_cst (type); }))
352 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
353 (simplify
354  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
355   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
356        && ! HONOR_NANS (type)
357        && ! HONOR_INFINITIES (type))
358    (switch
359     (if (types_match (type, float_type_node))
360      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
361     (if (types_match (type, double_type_node))
362      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
363     (if (types_match (type, long_double_type_node))
364      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
366 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
367 (simplify
368  (rdiv @0 real_onep)
369  (if (!HONOR_SNANS (type))
370   (non_lvalue @0)))
372 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
373 (simplify
374  (rdiv @0 real_minus_onep)
375  (if (!HONOR_SNANS (type))
376   (negate @0)))
378 (if (flag_reciprocal_math)
379  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
380  (simplify
381   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
382   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
384  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
385  (simplify
386   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
387   (with
388    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
389    (if (tem)
390     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
392  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
393  (simplify
394   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
395    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
397 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
398 (simplify
399  (rdiv @0 (negate @1))
400  (rdiv (negate @0) @1))
402 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
403 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
404  (simplify
405   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
406   (if (integer_pow2p (@2)
407        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
408        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
409        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
410    (rshift (convert @0)
411            { build_int_cst (integer_type_node,
412                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
414 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
415    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
416    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
417    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
418    tell if it is or not in a portable manner.  */
419 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
420  (simplify
421   (rdiv @0 cst@1)
422   (if (optimize)
423    (if (flag_reciprocal_math
424         && !real_zerop (@1))
425     (with
426      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
427      (if (tem)
428       (mult @0 { tem; } )))
429     (if (cst != COMPLEX_CST)
430      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
431       (if (inverse)
432        (mult @0 { inverse; } ))))))))
434 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
435  /* 0 % X is always zero.  */
436  (simplify
437   (mod integer_zerop@0 @1)
438   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
439   (if (!integer_zerop (@1))
440    @0))
441  /* X % 1 is always zero.  */
442  (simplify
443   (mod @0 integer_onep)
444   { build_zero_cst (type); })
445  /* X % -1 is zero.  */
446  (simplify
447   (mod @0 integer_minus_onep@1)
448   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
449    { build_zero_cst (type); }))
450  /* X % X is zero.  */
451  (simplify
452   (mod @0 @0)
453   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
454   (if (!integer_zerop (@0))
455    { build_zero_cst (type); }))
456  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
457  (simplify
458   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
459   @2)
460  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
461  (simplify
462   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
463   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
464        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
465        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
466                              TYPE_SIGN (type)))
467    { build_zero_cst (type); })))
469 /* X % -C is the same as X % C.  */
470 (simplify
471  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
472   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
473        && !TREE_OVERFLOW (@1)
474        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
475        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
476        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
477        && !sign_bit_p (@1, @1))
478    (trunc_mod @0 (negate @1))))
480 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
481 (simplify
482  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
483  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
484       && !TYPE_UNSIGNED (type)
485       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
486       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
487       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
488          Y might be -1, because we would then change valid
489          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
490       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
491           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
492                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
493   (trunc_mod @0 (convert @1))))
495 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
496 (simplify
497  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
498  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
499   (convert (trunc_mod @0 @1))))
501 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
502    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
503    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
504    to A & ((C << N) - 1).  */
505 (match (power_of_two_cand @1)
506  INTEGER_CST@1)
507 (match (power_of_two_cand @1)
508  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
509 (for mod (trunc_mod floor_mod)
510  (simplify
511   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
512   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
513         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
514         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
515         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
516    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
518 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
519 (simplify
520  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
521  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
522   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
523                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
524                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
525                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
527 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
528 (simplify
529  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
530  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
531   (bit_and @0 (negate @1))))
533 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
534 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
535  (simplify
536   (div (mult:c @0 @1) @1)
537   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
538        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
539    @0)))
541 (for op (negate abs)
542  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
543  (for coss (COS COSH)
544   (simplify
545    (coss (op @0))
546     (coss @0)))
547  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
548  (for pows (POW)
549   (simplify
550    (pows (op @0) REAL_CST@1)
551    (with { HOST_WIDE_INT n; }
552     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
553      (pows @0 @1)))))
554  /* Likewise for powi.  */
555  (for pows (POWI)
556   (simplify
557    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
558    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
559     (pows @0 @1))))
560  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
561  (for hypots (HYPOT)
562   (simplify
563    (hypots (op @0) @1)
564    (hypots @0 @1))
565   (simplify
566    (hypots @0 (op @1))
567    (hypots @0 @1)))
568  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
569  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
570   (simplify
571    (copysigns (op @0) @1)
572    (copysigns @0 @1))))
574 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
575 (simplify
576  (mult (abs@1 @0) @1)
577  (mult @0 @0))
579 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
580 (for coss (COS COSH)
581      copysigns (COPYSIGN)
582  (simplify
583   (coss (copysigns @0 @1))
584    (coss @0)))
586 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
587 (for pows (POW)
588      copysigns (COPYSIGN)
589  (simplify
590   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
591   (with { HOST_WIDE_INT n; }
592    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
593     (pows @0 @1)))))
594 /* Likewise for powi.  */
595 (for pows (POWI)
596      copysigns (COPYSIGN)
597  (simplify
598   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
599   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
600    (pows @0 @1))))
602 (for hypots (HYPOT)
603      copysigns (COPYSIGN)
604  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
605  (simplify
606   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
607   (hypots @0 @2))
608  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
609  (simplify
610   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
611   (hypots @0 @1)))
613 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
614 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
615  (simplify
616   (copysigns @0 REAL_CST@1)
617   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
618    (negate (abs @0))
619    (abs @0))))
621 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
622 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
623  (simplify
624   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
625   (copysigns @0 @2)))
627 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
628 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
629  (simplify
630   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
631   (mult @0 @0)))
633 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
634 (for ccoss (CCOS CCOSH)
635  (simplify
636   (ccoss (negate @0))
637    (ccoss @0)))
639 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
640 (for ops (conj negate)
641  (for cabss (CABS)
642   (simplify
643    (cabss (ops @0))
644    (cabss @0))))
646 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
647 (simplify
648  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
649   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
650        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
651    (lshift @0 @2)))
653 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
654    into ((1 << C) >> x). */
655 (simplify
656  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
657   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
658        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
659        && single_use (@1))
660    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
661      (rshift (lshift @0 @2) @3)
662    (with
663     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
664     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
666 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
667 (simplify
668  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
669   (if (flag_associative_math
670        && single_use (@3))
671    (with
672     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
673     (if (tem)
674      (rdiv { tem; } @1)))))
676 /* Simplify ~X & X as zero.  */
677 (simplify
678  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
679   { build_zero_cst (type); })
681 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
682 (simplify
683   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
684   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
685     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
687 (for bitop (bit_and bit_ior)
688      cmp (eq ne)
689  /* PR35691: Transform
690     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
691     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
692  (simplify
693   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
694    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
695         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
696         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
697     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
698  /* Transform:
699     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
700     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
701  (simplify
702   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
703    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
704         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
705         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
706     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
708 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
709 (simplify
710  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
711   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
712 (simplify
713  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
714  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
715   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
717 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
718 (simplify
719  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
720   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
722 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
723 (for op (bit_ior bit_xor plus)
724  (simplify
725   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
726    (bit_xor @0 @1))
727  (simplify
728   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
729   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
730    (bit_xor @0 @1))))
732 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
733 (simplify
734   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
735   (bit_ior @0 @1))
737 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
738 (simplify
739  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
740  @2)
742 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
743 (simplify
744  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
745  (bit_not (bit_and @0 @1)))
747 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
748 (simplify
749  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
750  (bit_and @0 @1))
752 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
753 (simplify
754  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
755  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
757 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
758 (for op (bit_and bit_xor)
759  (simplify
760   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
761   @2))
763 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
764 (simplify
765  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
766  @2)
768 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
769 (simplify
770  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
771  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
773 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
774 #if GIMPLE
775 (simplify
776  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
777  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
778       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
779   (bit_xor @0 @1)))
780 #endif
782 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
783    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
784    Similarly if (N & M) == 0,
785    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
786    and for - instead of + (or unary - instead of +)
787    and/or ^ instead of |.
788    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
789 (for op (plus minus)
790  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
791   (simplify
792    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
793     (with
794      { tree pmop[2];
795        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
796                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
797                                        NULL_TREE, pmop); }
798      (if (utype)
799       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
800                             (convert:utype { pmop[1]; }))
801                         (convert:utype @2))))))
802   (simplify
803    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
804     (with
805      { tree pmop[2];
806        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
807                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
808                                        @4, pmop); }
809      (if (utype)
810       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
811                             (convert:utype { pmop[1]; }))
812                         (convert:utype @2)))))))
813  (simplify
814   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
815    (with
816     { tree pmop[2];
817       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
818                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
819                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
820     (if (utype)
821      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
822                            (convert:utype { pmop[1]; }))
823                        (convert:utype @2)))))))
824 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
825  (simplify
826   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
827    (with
828     { tree pmop[2];
829       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
830                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
831                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
832     (if (utype)
833      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
834                        (convert:utype @1)))))))
836 /* X % Y is smaller than Y.  */
837 (for cmp (lt ge)
838  (simplify
839   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
840   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
841    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
842 (for cmp (gt le)
843  (simplify
844   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
845   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
846    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
848 /* x | ~0 -> ~0  */
849 (simplify
850  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
851  @1)
853 /* x | 0 -> x  */
854 (simplify
855  (bit_ior @0 integer_zerop)
856  @0)
858 /* x & 0 -> 0  */
859 (simplify
860  (bit_and @0 integer_zerop@1)
861  @1)
863 /* ~x | x -> -1 */
864 /* ~x ^ x -> -1 */
865 /* ~x + x -> -1 */
866 (for op (bit_ior bit_xor plus)
867  (simplify
868   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
869   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
871 /* x ^ x -> 0 */
872 (simplify
873   (bit_xor @0 @0)
874   { build_zero_cst (type); })
876 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
877 (simplify
878   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
879   (bit_not @0))
881 /* x & ~0 -> x  */
882 (simplify
883  (bit_and @0 integer_all_onesp)
884   (non_lvalue @0))
886 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
887 (for bitop (bit_and bit_ior)
888  (simplify
889   (bitop @0 @0)
890   (non_lvalue @0)))
892 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
893 #if GIMPLE
894 (simplify
895  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
896  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
897       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
898   @0))
899 #endif
901 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
902 (simplify
903  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
904  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
906 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
907 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
908 (for bitop (bit_and bit_ior)
909  (simplify
910   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
911   (bitop @0 (bit_not @1))))
913 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
914 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
915 (for bitop (bit_and bit_ior)
916      rbitop (bit_ior bit_and)
917  (simplify
918   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
919   (bitop @1 @2)))
921 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
922 (simplify
923  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
924  (bit_xor @0 @1))
926 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
927 (simplify
928  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
929  (bit_and @0 @1))
931 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
932 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
933 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
934 (for op (plus bit_ior bit_xor)
935  (simplify
936   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
937   (bit_ior @0 @1)))
939 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
940 (simplify
941  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
942  (plus @0 @1))
944 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
945 (simplify
946  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
947  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
948       && !TYPE_SATURATING (type))
949   (bit_and @0 @1)))
951 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
952 (simplify
953  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
954  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
955       && !TYPE_SATURATING (type))
956   (bit_ior @0 @1)))
958 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
959 (simplify
960  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
961  (bit_and @0 @1))
963 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
964 (simplify
965  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
966  (bit_xor @0 @1))
968 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
969 (simplify
970  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
971  (bit_xor @0 @1))
973 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
974 (simplify
975  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
976  (bit_and @0 @1))
978 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
979    ~x | ~y -> ~(x & y) */
980 (for op (bit_and bit_ior)
981      rop (bit_ior bit_and)
982  (simplify
983   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
984   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
985        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
986    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
988 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
989    with a constant, and the two constants have no bits in common,
990    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
991    simplifications.  */
992 (for op (bit_xor plus)
993  (simplify
994   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
995       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
996   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
997        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
998        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
999    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1001 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1002 (simplify
1003  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1004  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1005   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1007 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1008 (simplify
1009  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1010  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1011       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1012   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1014 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1015 (simplify
1016  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1017  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1018   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1020 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1021 (for opo (bit_and bit_xor)
1022      opi (bit_xor bit_and)
1023  (simplify
1024   (opo:c (opi:c @0 @1) @1) 
1025   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1027 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1028    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1029    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1030    constants are involved.  For example, convert
1031      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1032    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1033 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1034      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1035  (simplify
1036   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1037   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1038        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1039    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1041 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1042 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1043    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1044 (for op (bit_and bit_ior)
1045  (simplify
1046   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1047   @2))
1048 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1049 (simplify
1050  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1051  (convert @0))
1052 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1053    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1054 (for op (bit_and bit_ior)
1055  (simplify
1056   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1057   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1058        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1059    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1060     (op @3 (convert @2))
1061     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1062      (op (convert @1) @5))))))
1063 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1064 (simplify
1065  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1066  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1067       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1068   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1070 (simplify
1071  (abs (abs@1 @0))
1072  @1)
1073 (simplify
1074  (abs (negate @0))
1075  (abs @0))
1076 (simplify
1077  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1078  @0)
1080 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1081 (match negate_expr_p
1082  INTEGER_CST
1083  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1084        && TYPE_UNSIGNED (type))
1085       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1086           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1087 (match negate_expr_p
1088  FIXED_CST)
1089 (match negate_expr_p
1090  (negate @0)
1091  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1092 (match negate_expr_p
1093  REAL_CST
1094  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1095 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1096    ways.  */
1097 (match negate_expr_p
1098  VECTOR_CST
1099  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1100 (match negate_expr_p
1101  (minus @0 @1)
1102  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1103       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1104           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1105           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1107 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1108 (simplify
1109  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1110   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1111        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1112    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1114 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1115 (simplify
1116  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1117  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1118       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1119   (minus (negate @1) @0)))
1121 /* -(A - B) -> B - A.  */
1122 (simplify
1123  (negate (minus @0 @1))
1124  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1125       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1126           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1127           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1128   (minus @1 @0)))
1129 (simplify
1130  (negate (pointer_diff @0 @1))
1131  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1132   (pointer_diff @1 @0)))
1134 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1135 (simplify
1136  (minus @0 negate_expr_p@1)
1137  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1138  (plus @0 (negate @1))))
1140 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1141    when profitable.
1142    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1143    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1144    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1145    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1146 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1147  (simplify
1148   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1149   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1150          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1151          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1152         || types_match (@0, @1))
1153        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1154           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1155           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1156           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1157           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1158        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1159        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1160               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1161            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1162            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1163               mode.  */
1164            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1165            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1166               of its mode.  */
1167            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1168    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1170 (for bitop (bit_and bit_ior)
1171      rbitop (bit_ior bit_and)
1172   /* (x | y) & x -> x */
1173   /* (x & y) | x -> x */
1174  (simplify
1175   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1176   @0)
1177  /* (~x | y) & x -> x & y */
1178  /* (~x & y) | x -> x | y */
1179  (simplify
1180   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1181   (bitop @0 @1)))
1183 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1184 (simplify
1185   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1186   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1188 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1189 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1190  (simplify
1191   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1192   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1193    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1194       folded to a constant.  */
1195    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1196    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1197       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1198       the values involved are such that the operation can't be decided at
1199       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1200       that combination can be decided at compile time.
1202       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1203       oscillation.  */
1204    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1205     (if (cst1)
1206      (bitop @1 { cst1; })
1207      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1208       (if (cst2)
1209        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1211 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1212    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1213 (match truth_valued_p
1214  @0
1215  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1216 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1217  (match truth_valued_p
1218   (op @0 @1)))
1219 (match truth_valued_p
1220   (truth_not @0))
1222 (match (logical_inverted_value @0)
1223  (truth_not @0))
1224 (match (logical_inverted_value @0)
1225  (bit_not truth_valued_p@0))
1226 (match (logical_inverted_value @0)
1227  (eq @0 integer_zerop))
1228 (match (logical_inverted_value @0)
1229  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1230 (match (logical_inverted_value @0)
1231  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1233 /* X & !X -> 0.  */
1234 (simplify
1235  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1236  { build_zero_cst (type); })
1237 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1238 (for op (bit_ior bit_xor)
1239  (simplify
1240   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1241   { constant_boolean_node (true, type); }))
1242 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1243 (for op (eq ne)
1244  (simplify
1245   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1246   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1248 /* ~~x -> x */
1249 (simplify
1250   (bit_not (bit_not @0))
1251   @0)
1253 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1254 (simplify
1255  (bit_not (convert? (negate @0)))
1256  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1257       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1258   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1260 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1261 (simplify
1262  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1263  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1265 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1266 (simplify
1267  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1268  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1269       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1270   (convert (negate @0))))
1271 (simplify
1272  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1273  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1274       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1275   (convert (negate @0))))
1277 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1278 (simplify
1279  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1280  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1281   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1282 (simplify
1283  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1284  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1285   (convert (bit_xor @0 @1))))
1287 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1288 (simplify
1289  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1290  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1291   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1293 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1294 (simplify
1295  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1296  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1298 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1299 (simplify
1300  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1301  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1302       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1303   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1305 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1306 (for cmp (gt lt ge le)
1307 (simplify
1308  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1309   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1311 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1312    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1313 (for cmp (eq ne)
1314  (simplify
1315   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1316   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1317        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1318        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1319    (cmp @0 @2))))
1321 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1322    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1323 (for cmp (eq ne)
1324  (simplify
1325   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1326   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1327        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1328        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1329    (cmp @0 @2))))
1331 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1332    x * C RELOP y * C into:
1334    x RELOP y for nonnegative C
1335    y RELOP x for negative C  */
1336 (for cmp (lt gt le ge)
1337  (simplify
1338   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1339   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1340        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1341    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1342     (cmp @0 @2)
1343    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1344         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1345     (cmp @2 @0))))))
1347 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1348 (for cmp (le gt)
1349      icmp (gt le)
1350  (simplify
1351   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1352    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1353         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1354         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1355         && (wi::to_wide (@2)
1356             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1357     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1358      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1360 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1361 (for cmp (simple_comparison)
1362  (simplify
1363   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1364   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1365    (cmp @0 @1))))
1367 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1368 (for cmp (simple_comparison)
1369  (simplify
1370   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1371   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1372        && integer_nonzerop (@1)
1373        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1374        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1375    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1376            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1377                                                    &neg_overflow); }
1378     (switch
1379      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1380        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1381         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1382         (if (code == LT_EXPR)
1383          (lt @0 { lo; })
1384          (ge @0 { lo; }))))
1385      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1386        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1387         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1388         (if (code == LE_EXPR)
1389          (le @0 { hi; })
1390          (gt @0 { hi; }))))
1391      (if (!lo && !hi)
1392       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1393      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1394       (ge @0 { lo; }))
1395      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1396       (le @0 { hi; }))
1397      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1398       (lt @0 { lo; }))
1399      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1400       (gt @0 { hi; }))
1401      (if (GENERIC)
1402       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1403                            lo, hi); })
1404      (with
1405       {
1406         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1407         if (etype)
1408           {
1409             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1410               etype = unsigned_type_for (etype);
1411             hi = fold_convert (etype, hi);
1412             lo = fold_convert (etype, lo);
1413             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1414           }
1415       }
1416       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1417        (if (code == EQ_EXPR)
1418         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1419         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1421 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1422 (for op (lt le ge gt)
1423  (simplify
1424   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1425   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1426        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1427    (op @0 @1))))
1428 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1429 (for op (eq ne minus)
1430  (simplify
1431   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1432   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1433        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1434            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1435    (op @0 @1))))
1437 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1438 (for op (lt le ge gt)
1439  (simplify
1440   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1441   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1442        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1443    (op @0 @1))))
1444 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1445 (for op (eq ne minus)
1446  (simplify
1447   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1448   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1449        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1450            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1451    (op @0 @1))))
1452 /* And for pointers...  */
1453 (for op (simple_comparison)
1454  (simplify
1455   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1456   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1457    (op @0 @1))))
1458 (simplify
1459  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1460  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1461       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1462   (pointer_diff @0 @1)))
1464 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1465 (for op (lt le ge gt)
1466  (simplify
1467   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1468   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1469        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1470    (op @1 @0))))
1471 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1472 (for op (eq ne minus)
1473  (simplify
1474   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1475   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1476        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1477            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1478    (op @1 @0))))
1479 /* And for pointers...  */
1480 (for op (simple_comparison)
1481  (simplify
1482   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1483   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1484    (op @1 @0))))
1485 (simplify
1486  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1487  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1488       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1489   (pointer_diff @1 @0)))
1491 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1492 (for op (lt le gt ge)
1493  (simplify
1494   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1495   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1496        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1497        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1498    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1499 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1500 (for op (eq ne)
1501  (simplify
1502   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1503   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1504        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1505            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1506        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1507        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1508        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1509    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1510  (simplify
1511   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1512   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1513        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1514        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1515    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1517 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1518    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1519 (for op (simple_comparison)
1520  (simplify
1521   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1522   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1523        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1524            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1525                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1526        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1527    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1529 /* Transform:
1530    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1531    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1532 (for cmp (eq ne)
1533      ocmp (lt ge)
1534  (simplify
1535   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1536   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1537        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1538        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1539        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1540    (ocmp @0 @1))))
1542 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1543 (for cmp (eq ne)
1544  (simplify
1545   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1546   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1547    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1549 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1550    possibly set.  */
1551 (match with_possible_nonzero_bits
1552  INTEGER_CST@0)
1553 (match with_possible_nonzero_bits
1554  SSA_NAME@0
1555  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1556 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1557 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1558  with_possible_nonzero_bits@0)
1559 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1560  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1562 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1563    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1564 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1565  INTEGER_CST@0)
1566 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1567  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1569 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1570 (for cmp (eq ne)
1571  (simplify
1572   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1573   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1574    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1576 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1577    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1578    zero throughout its computed value range,
1579    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1580    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1581    and 0's otherwise.
1582    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1583    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1584    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1586 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1587      outer_op (bit_xor bit_ior)
1588 (simplify
1589  (outer_op
1590   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1591  (with
1592   {
1593     bool fail = false;
1594     wide_int zero_mask_not;
1595     wide_int C0;
1596     wide_int cst_emit;
1598     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1599       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1600     else
1601       fail = true;
1603     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1604       {
1605         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1606         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1607       }
1608     else
1609       {
1610         C0 = wi::to_wide (@0);
1611         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1612       }
1613   }
1614   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1615    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1616    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1617     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1619 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1620 (simplify
1621   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1622   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1624 /* Pattern match
1625      tem1 = (long) ptr1;
1626      tem2 = (long) ptr2;
1627      tem3 = tem2 - tem1;
1628      tem4 = (unsigned long) tem3;
1629      tem5 = ptr1 + tem4;
1630    and produce
1631      tem5 = ptr2;  */
1632 (simplify
1633   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1634   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1635   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1636        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1637             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1638    @1))
1639 (simplify
1640   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1641   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1642    (convert @1)))
1644 /* Pattern match
1645      tem = (sizetype) ptr;
1646      tem = tem & algn;
1647      tem = -tem;
1648      ... = ptr p+ tem;
1649    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1650      ... = ptr & ~algn;  */
1651 (simplify
1652   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1653   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1654    (bit_and @0 { algn; })))
1656 /* Try folding difference of addresses.  */
1657 (simplify
1658  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1659  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1660   (with { poly_int64 diff; }
1661    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1662     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1663 (simplify
1664  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@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  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert?@3 @1))
1671  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1672       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1673   (with { poly_int64 diff; }
1674    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1675     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1676 (simplify
1677  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert?@3 ADDR_EXPR@1))
1678  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1679       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1680   (with { poly_int64 diff; }
1681    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1682     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1684 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1685    be able to fold this expression using the object or function's
1686    alignment.  */
1687 (simplify
1688  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1689  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1690       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1691   (with
1692    {
1693      unsigned int align;
1694      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1695      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1696    }
1697    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1698     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1699                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1702 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1703 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1705  /* Contract negates.  */
1706  /* A + (-B) -> A - B */
1707  (simplify
1708   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1709   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1710   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1711        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1712    (with
1713     {
1714      tree t1 = type;
1715      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1716          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1717        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1718     }
1719     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1720  /* A - (-B) -> A + B */
1721  (simplify
1722   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1723   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1724        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1725    (with
1726     {
1727      tree t1 = type;
1728      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1729          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1730        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1731     }
1732     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1733  /* -(T)(-A) -> (T)A
1734     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1735     happen without overflow.  */
1736  (simplify
1737   (negate (convert (negate @1)))
1738   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1739        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1740            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1741                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1742        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1743        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1744    (convert @1)))
1745  (simplify
1746   (negate (convert negate_expr_p@1))
1747   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1748        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1749             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1750             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1751            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1752    (convert (negate @1))))
1753  (simplify
1754   (negate (nop_convert (negate @1)))
1755   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1756        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1757    (view_convert @1)))
1759  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1760     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1761  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1762       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1764   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1765      irrespective of overflow issues.  */
1766   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1767   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1768   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1769   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1770   (simplify
1771     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1772     @1)
1773   (simplify
1774     (minus (minus @0 @1) @0)
1775     (negate @1))
1776   (simplify
1777     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1778     @0)
1779   (simplify
1780    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1781    (negate @1))
1782   (simplify
1783    (minus @0 (minus @0 @1))
1784    @1)
1785   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1786   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1787   /* More cases are handled with comparisons.  */
1788   (simplify
1789    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1790    (plus @2 @1))
1791   (simplify
1792    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1793    (minus @2 @1))
1794   (simplify
1795    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1796    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1797         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1798     (pointer_diff @2 @1)))
1799   (simplify
1800    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1801    (plus @1 @2))
1803   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1804      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1805      scalars.  */
1806   (for outer_op (plus minus)
1807    (for inner_op (plus minus)
1808         neg_inner_op (minus plus)
1809     (simplify
1810      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1811                CONSTANT_CLASS_P@2)
1812      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1813      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1814       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
1815          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
1816       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1817        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1818         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1819         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
1820       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1821            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1822        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1823         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1824         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1825        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1826           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1827           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1828        (if (types_match (type, @0))
1829         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1830                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1831                                         type, @1, @2); }
1832          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1833           (inner_op @0 { cst; } )
1834           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1835           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1836                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1837            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
1838            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1839            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1840             (if (utype)
1841              (view_convert (inner_op
1842                             (view_convert:utype @0)
1843                             (view_convert:utype
1844                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
1846   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1847   (for outer_op (plus minus)
1848    (simplify
1849     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1850     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1851      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1852       (minus { cst; } @0)))))
1854   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1855   (simplify
1856    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1857    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1858     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1859      (plus { cst; } @0))))
1861   /* ~A + A -> -1 */
1862   (simplify
1863    (plus:c (bit_not @0) @0)
1864    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1865     { build_all_ones_cst (type); }))
1867   /* ~A + 1 -> -A */
1868   (simplify
1869    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1870    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1871     (negate (convert @0))))
1873   /* -A - 1 -> ~A */
1874   (simplify
1875    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1876    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1877         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1878     (bit_not (convert @0))))
1880   /* -1 - A -> ~A */
1881   (simplify
1882    (minus integer_all_onesp @0)
1883    (bit_not @0))
1885   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1886   (simplify
1887    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1888     (convert? @0))
1889    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1890         /* For integer types, if A has a smaller type
1891            than T the result depends on the possible
1892            overflow in P + A.
1893            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1894            However, if an overflow in P + A would cause
1895            undefined behavior, we can assume that there
1896            is no overflow.  */
1897         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1898             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1899     (convert @1)))
1900   (simplify
1901    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1902     (convert @0))
1903    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1904         /* For pointer types, if the conversion of A to the
1905            final type requires a sign- or zero-extension,
1906            then we have to punt - it is not defined which
1907            one is correct.  */
1908         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1909             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1910             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1911     (convert @1)))
1912    (simplify
1913     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
1914     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1915        thus sign-extended if necessary.  */
1916     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1917      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1918         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1919         we don't want to diagnose overflow here.  */
1920      (convert (view_convert:stype @1))))
1922   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1923   (simplify
1924    (minus (convert? @0)
1925     (convert (plus:c @@0 @1)))
1926    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1927         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1928         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1929     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1930      (convert (negate (convert:utype @1))))
1931     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1932          /* For integer types, if A has a smaller type
1933             than T the result depends on the possible
1934             overflow in P + A.
1935             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1936             However, if an overflow in P + A would cause
1937             undefined behavior, we can assume that there
1938             is no overflow.  */
1939          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1940              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1941      (negate (convert @1)))))
1942   (simplify
1943    (minus (convert @0)
1944     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
1945    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1946         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1947         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1948     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1949      (convert (negate (convert:utype @1))))
1950     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1951          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1952             final type requires a sign- or zero-extension,
1953             then we have to punt - it is not defined which
1954             one is correct.  */
1955          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1956              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1957              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1958      (negate (convert @1)))))
1959    (simplify
1960     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
1961     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1962        thus sign-extended if necessary.  */
1963     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1964      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1965         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1966         we don't want to diagnose overflow here.  */
1967      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
1969   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1970   (simplify
1971    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1972     (convert (plus:c @0 @2)))
1973    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1974         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1975         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1976         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
1977     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1978      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1979     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1980           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
1981          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1982              /* For integer types, if A has a smaller type
1983                 than T the result depends on the possible
1984                 overflow in P + A.
1985                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1986                 However, if an overflow in P + A would cause
1987                 undefined behavior, we can assume that there
1988                 is no overflow.  */
1989              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1990                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1991                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
1992                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
1993      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1994   (simplify
1995    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1996     (convert (pointer_plus @0 @2)))
1997    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1998         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1999         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2000     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2001      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2002     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2003          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2004             final type requires a sign- or zero-extension,
2005             then we have to punt - it is not defined which
2006             one is correct.  */
2007          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2008              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2009              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2010              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2011              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2012      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2013    (simplify
2014     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2015     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2016        thus sign-extended if necessary.  */
2017     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2018      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2019         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2020         we don't want to diagnose overflow here.  */
2021      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2022             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2024 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2025     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2026 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2027      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2028  (for plusminus (plus minus)
2029   (simplify
2030    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2031    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2032          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2033          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2034              && tree_expr_nonzero_p (@0)
2035              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2036         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2037            original operand (but not on both).  */
2038         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
2039     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
2040   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2041   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2042    (simplify
2043     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2044     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2045           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2046           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2047               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2048               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2049          && single_use (@3))
2050      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2051    (simplify
2052     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2053     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2054           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2055           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2056               && tree_expr_nonzero_p (@0)
2057               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2058          && single_use (@3))
2059      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2061 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2063 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2064  (simplify
2065   (minmax @0 @0)
2066   @0))
2067 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2068 (simplify
2069  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2070  @1)
2071 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2072 (simplify
2073  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2074  @1)
2075 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2076 (simplify
2077  (max:c @0 (negate @0))
2078  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2079       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2080           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2081   (abs @0)))
2082 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2083 (simplify
2084  (min:c @0 (negate @0))
2085  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2086       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2087           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2088   (negate (abs @0))))
2089 (simplify
2090  (min @0 @1)
2091  (switch
2092   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2093        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2094        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2095    @1)
2096   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2097        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2098        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2099    @0)))
2100 (simplify
2101  (max @0 @1)
2102  (switch
2103   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2104        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2105        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2106    @1)
2107   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2108        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2109        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2110    @0)))
2112 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2113 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2114 (simplify
2115  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2116   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2117    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2118     @2
2119     @0)))
2121 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2122 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2123 (simplify
2124  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2125   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2126    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2127     @0
2128     @2)))
2130 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2131    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2132 (for minmax (min max)
2133  (simplify
2134   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2135   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2136        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2137        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2138        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2139    (minmax @1 (convert @2)))))
2141 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2142  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2143     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2144  (simplify
2145   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2146   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2147        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2148    @0)))
2149 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2150    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2151    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2152    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2153    worry about it either.  */
2154 (if (flag_finite_math_only)
2155  (simplify
2156   (FMIN_ALL @0 @1)
2157   (min @0 @1))
2158  (simplify
2159   (FMAX_ALL @0 @1)
2160   (max @0 @1)))
2161 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2162 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2163      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2164  (simplify
2165   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2166   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2167        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2168            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2169    (negate (maxmin @0 @1)))))
2170 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2171    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2172 (for minmax (min max)
2173  maxmin (max min)
2174  (simplify
2175   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2176   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2178 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2179 (for minmax (min min max max)
2180      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2181      out    (le  gt  ge  lt )
2182  (simplify
2183   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2184   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2185    (out @0 @1))))
2186 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2187    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2188 (for cmp (eq ne)
2189  (simplify
2190   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2191   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2192                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2193    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2194    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2195                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2196     (cmp @0 @2)))))
2197 (for cmp (eq ne)
2198  (simplify
2199   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2200   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2201                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2202    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2203    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2204                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2205     (cmp @0 @2)))))
2206 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2207 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2208      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2209      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2210  (simplify
2211   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2212   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2214 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2216 (for rotate (lrotate rrotate)
2217  (simplify
2218   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2219   @0))
2221 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2222 (simplify
2223  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2224  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2225       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2226   @0))
2228 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2229 (simplify
2230  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2231  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2232   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2234 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2235    types.  */
2236 (simplify
2237  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2238  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2239       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2240   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2242 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2243  (simplify
2244   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2245   (non_lvalue @0))
2246  (simplify
2247   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2248   @0)
2249  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2250     if vector2 is uniform.  */
2251  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2252   (simplify
2253    (shiftrotate @0 vec@1)
2254    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2255     (if (tem)
2256      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2258 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2259    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2260 #if GIMPLE
2261 (for shift (lshift rshift)
2262  (simplify
2263   (shift @0 SSA_NAME@1)
2264    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2265     (with {
2266       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2267       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2268      }
2269      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2270       @0)))))
2271 #endif
2273 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2274    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2275 (simplify
2276  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2277  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2278                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2279                                            element_precision (type)), @1); }))
2281 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2282 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2283  (simplify
2284   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2285   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2286    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2287         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2288         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2289         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2290     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2291                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2292      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2293         being well defined.  */
2294      (if (low >= prec)
2295       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2296        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2297        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2298         { build_zero_cst (type); }
2299         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2300       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2303 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2304    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2305 (for cmp (ne eq)
2306      icmp (eq ne)
2307  (simplify
2308   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2309   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2311 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2312    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2313    if CST2 != 0.  */
2314 (for cmp (ne eq)
2315  (simplify
2316   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2317   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2318    (if (cand < 0
2319         || (!integer_zerop (@2)
2320             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2321     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2322     (if (!integer_zerop (@2)
2323          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2324      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2326 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2327         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2328    if the new mask might be further optimized.  */
2329 (for shift (lshift rshift)
2330  (simplify
2331   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2332            INTEGER_CST@2)
2333    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2334         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2335         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2336         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2337         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2338     (with
2339      {
2340        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2341        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2342        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2343        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2344        unsigned int prec;
2346        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2347          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2348        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2349                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2350          {
2351            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2352            tree arg00 = @0;
2353            /* See if more bits can be proven as zero because of
2354               zero extension.  */
2355            if (@3 != @0
2356                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2357              {
2358                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2359                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2360                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2361                  {
2362                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2363                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2364                    if (shiftc < prec)
2365                      shift_type = inner_type;
2366                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2367                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2368                       is all ones.  */
2369                  }
2370              }
2371            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2372            if (shiftc < prec)
2373              {
2374                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2375                zerobits <<= prec - shiftc;
2376              }
2377            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2378               can contain actually sign bits, so no transformation is
2379               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2380               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2381            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2382                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2383              {
2384                if ((mask & zerobits) == 0)
2385                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2386                else
2387                  zerobits = 0;
2388              }
2389          }
2390      }
2391      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2392      (if ((mask & zerobits) == mask)
2393       { build_int_cst (type, 0); }
2394       (with { newmask = mask | zerobits; }
2395        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2396         (with
2397          {
2398            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2399               mode's mask.  */
2400            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2401                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2402              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2403                break;
2404          }
2405          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2406               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2407           (with
2408            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2409            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2410             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2411              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2412              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2414 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2415    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2416 (for shift (lshift rshift)
2417  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2418   (simplify
2419    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2420    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2421     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2422      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2424 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2425 (simplify
2426  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2427   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2428        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2429            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2430            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2431    (with
2432     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2433      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2435 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2436    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2437 (for rotate (lrotate rrotate)
2438  (simplify
2439   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2440    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2441          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2442          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2443         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2444             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2445     (with
2446      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2447       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2449 /* Simplifications of conversions.  */
2451 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2452 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2453  (simplify
2454   (cvt @0)
2455   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2456        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2457    @0)))
2459 /* Contract view-conversions.  */
2460 (simplify
2461   (view_convert (view_convert @0))
2462   (view_convert @0))
2464 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2465    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2466 (simplify
2467   (view_convert @0)
2468   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2469        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2470        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2471    (convert @0)))
2473 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2474    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2475 (simplify
2476   (view_convert (convert@0 @1))
2477   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2478        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2479        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2480        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2481            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2482                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2483    (view_convert @1)))
2485 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2486    barriers can be removed.  */
2487 (simplify
2488  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2489  @0)
2490 (simplify
2491  (paren (paren@1 @0))
2492  @1)
2494 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2495 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2496  (for icvt (convert float)
2497   (simplify
2498    (ocvt (icvt@1 @0))
2499    (with
2500     {
2501       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2502       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2503       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2504       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2505       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2506       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2507       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2508       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2509       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2510       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2511       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2512       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2513       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2514       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2515       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2516       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2517       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2518       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2519       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2520       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2521     }
2522    (switch
2523     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2524        handled below, if we are converting something to its own
2525        type via an object of identical or wider precision, neither
2526        conversion is needed.  */
2527     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2528           || (GENERIC
2529               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2530          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2531              || (inter_float && final_float))
2532          && inter_prec >= final_prec)
2533      (ocvt @0))
2535     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2536        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2537        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2538        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2539        then we sometimes need the middle conversion.  */
2540     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2541          && (final_int || final_float)
2542          && inter_prec >= inside_prec
2543          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2544      (ocvt @0))
2546     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2547        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2548        final conversion does not change precision we can drop the
2549        intermediate conversion.  */
2550     (if (inside_int && inter_int && final_int
2551          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2552               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2553              || final_prec == inter_prec))
2554      (ocvt @0))
2556     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2557         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2558         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2559         - the intermediate type is narrower than both initial and
2560           final, or
2561         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2562           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2563         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2564           intermediate and final types differ, or
2565         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2566           initial and intermediate types differ.  */
2567     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2568          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2569          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2570          && ! (inside_int && inter_int
2571                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2572                && inter_prec < final_prec)
2573          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2574              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2575          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2576          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2577      (ocvt @0))
2579     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2580        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2581     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2582          && final_int && inter_int && inside_int
2583          && final_prec == inside_prec
2584          && final_prec > inter_prec
2585          && inter_unsignedp)
2586      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2587                               (inside_type,
2588                                wi::mask (inter_prec, false,
2589                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2591     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2592        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2593        floating-point conversion.  */
2594     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2595          && inside_int && inter_float && final_int &&
2596          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2597          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2598      (convert @0)))))))
2600 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2601    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2602    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2603 (simplify
2604   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2605   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2606        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2607        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2608        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2609                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2610    (convert @0)))
2613 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2614 (simplify
2615   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2616   (convert @0))
2618 /* Canonicalization of binary operations.  */
2620 /* Convert X + -C into X - C.  */
2621 (simplify
2622  (plus @0 REAL_CST@1)
2623  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2624   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2625    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2626     (minus @0 { tem; })))))
2628 /* Convert x+x into x*2.  */
2629 (simplify
2630  (plus @0 @0)
2631  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2632   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2633   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2634    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2636 /* 0 - X  ->  -X.  */
2637 (simplify
2638  (minus integer_zerop @1)
2639  (negate @1))
2640 (simplify
2641  (pointer_diff integer_zerop @1)
2642  (negate (convert @1)))
2644 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2645    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2646    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2647 (simplify
2648  (minus real_zerop@0 @1)
2649  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2650   (negate @1)))
2652 /* Transform x * -1 into -x.  */
2653 (simplify
2654  (mult @0 integer_minus_onep)
2655  (negate @0))
2657 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2658    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2659 (simplify
2660  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
2661  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2662       && single_use (@3)
2663       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2664   (mult (mult @0 @2) @1)))
2666 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2667    number.  */
2668 (match compositional_complex
2669  (convert? (complex @0 @1)))
2671 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2672 (simplify
2673  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2674  @0)
2675 (simplify
2676  (realpart (complex @0 @1))
2677  @0)
2678 (simplify
2679  (imagpart (complex @0 @1))
2680  @1)
2682 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2683 (simplify
2684  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2685  (convert (realpart @0)))
2686 (simplify
2687  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2688  (convert (negate (imagpart @0))))
2689 (for part (realpart imagpart)
2690  (for op (plus minus)
2691   (simplify
2692    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2693    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2694 (simplify
2695  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2696  (convert (COS @0)))
2697 (simplify
2698  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2699  (convert (SIN @0)))
2701 /* conj(conj(x)) -> x  */
2702 (simplify
2703  (conj (convert? (conj @0)))
2704  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2705   (convert @0)))
2707 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2708 (simplify
2709  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2710  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2711   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2713 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2714 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2715  (simplify
2716   (bswap (bswap @0))
2717   @0)
2718  (simplify
2719   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2720   (bit_not @0))
2721  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2722   (simplify
2723    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2724    (bitop @0 (bswap @1)))))
2727 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2729 /* Simplify constant conditions.
2730    Only optimize constant conditions when the selected branch
2731    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2732    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2733    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2734    this one as we depend on doing this transform before possibly
2735    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2736    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2737    genmatch cannot handle.  */
2738 (simplify
2739  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2740  (if (integer_zerop (@0))
2741   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2742    @2)
2743   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2744    @1)))
2745 (simplify
2746  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2747  (if (integer_all_onesp (@0))
2748   @1
2749   (if (integer_zerop (@0))
2750    @2)))
2752 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2753    be extended.  */
2754 /* This pattern implements two kinds simplification:
2756    Case 1)
2757    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2758      1) Conversions are type widening from smaller type.
2759      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2760      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2761    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2762    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2763    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2764    referred var is always benefitial for complicated cases.
2766    Case 2)
2767    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2768 (for cmp (lt le gt ge eq)
2769  (simplify
2770   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2771   (with
2772    {
2773      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2774      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2775      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2777      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2778          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2779          && (types_match (c1_type, from_type)
2780              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2781                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2782                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2783          && (types_match (c2_type, from_type)
2784              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2785                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2786                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2787        {
2788          if (cmp != EQ_EXPR)
2789            {
2790              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2791                {
2792                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2793                  if (cmp == LE_EXPR)
2794                    code = LT_EXPR;
2795                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2796                  if (cmp == GT_EXPR)
2797                    code = GE_EXPR;
2798                }
2799              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2800                {
2801                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2802                  if (cmp == LT_EXPR)
2803                    code = LE_EXPR;
2804                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2805                  if (cmp == GE_EXPR)
2806                    code = GT_EXPR;
2807                }
2808              if (code != ERROR_MARK
2809                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2810                {
2811                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2812                    code = MIN_EXPR;
2813                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2814                    code = MAX_EXPR;
2815                }
2816            }
2817          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2818          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2819            code = EQ_EXPR;
2820        }
2821    }
2822    (if (code == MAX_EXPR)
2823     (convert (max @1 (convert @2)))
2824     (if (code == MIN_EXPR)
2825      (convert (min @1 (convert @2)))
2826      (if (code == EQ_EXPR)
2827       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2828                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2830 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2832      1) OP is PLUS or MINUS.
2833      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2834      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2836    This pattern also handles special cases like:
2838      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2839         integer zero.  In this case,
2840           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2841           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2842      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2843         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2844         code.
2846    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2847    simplified at the moment because C standard requires additional
2848    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2849    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2850 (for op (plus minus)
2851  (for cmp (lt le gt ge)
2852   (simplify
2853    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2854    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2855     (if (types_match (from_type, to_type)
2856          /* Check if it is special case A).  */
2857          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2858              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2859              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2860              && integer_zerop (@1)
2861              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2862      (with
2863       {
2864         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
2865         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2866         wide_int real_c1;
2867         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
2868         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
2869         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
2870         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2872         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2873             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2874             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2875         if (!types_match (from_type, to_type))
2876           {
2877             if (cmp_code == LT_EXPR)
2878               cmp_code = GT_EXPR;
2879             if (cmp_code == GE_EXPR)
2880               cmp_code = LE_EXPR;
2881             c1 = wi::max_value (to_type);
2882           }
2883         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2884            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2885            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2886            if it is undefined.  */
2887         if (op == PLUS_EXPR)
2888           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2889         else
2890           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2892         code = cmp_code;
2893         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2894           {
2895             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2896                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2897             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2898                 && !overflow)
2899               {
2900                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2901                 if (cmp_code == LE_EXPR)
2902                   code = LT_EXPR;
2903                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2904                 if (cmp_code == GT_EXPR)
2905                   code = GE_EXPR;
2906               }
2907             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2908                 && !overflow)
2909               {
2910                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2911                 if (cmp_code == LT_EXPR)
2912                   code = LE_EXPR;
2913                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2914                 if (cmp_code == GE_EXPR)
2915                   code = GT_EXPR;
2916               }
2917             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
2918               {
2919                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
2920                   code = MIN_EXPR;
2921                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
2922                   code = MAX_EXPR;
2923               }
2924           }
2925       }
2926       (if (code == MAX_EXPR)
2927        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2928            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
2929        (if (code == MIN_EXPR)
2930         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2931             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
2933 (for cnd (cond vec_cond)
2934  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
2935  (simplify
2936   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
2937   (cnd @0 @1 @3))
2938  (simplify
2939   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
2940   (cnd @0 @1 @3))
2941  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
2942  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
2943     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
2944     The following is still important to merge then and else arm cases
2945     from if-conversion.  */
2946  (simplify
2947   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
2948   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2949        && COMPARISON_CLASS_P (@2)
2950        && invert_tree_comparison
2951            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@2)
2952        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@2, 0), 0)
2953        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@2, 1), 0))
2954    (cnd @0 @1 @3)))
2955  (simplify
2956   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
2957   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2958        && COMPARISON_CLASS_P (@1)
2959        && invert_tree_comparison
2960            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@1)
2961        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@1, 0), 0)
2962        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@1, 1), 0))
2963    (cnd @0 @3 @4)))
2965  /* A ? B : B -> B.  */
2966  (simplify
2967   (cnd @0 @1 @1)
2968   @1)
2970  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
2971  (simplify
2972   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
2973   (cnd @0 @2 @1)))
2975 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
2976    return all -1 or all 0 results.  */
2977 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
2978    but that isn't necessarily a win on its own.  */
2979 (simplify
2980  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2981  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2982       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2983                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2984       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2985           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2986   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2988 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
2989 (simplify
2990  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2991  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2992       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2993                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2994       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2995           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2996   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2999 /* Simplifications of comparisons.  */
3001 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
3002    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
3003    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
3004 (for cmp  (le gt)
3005      acmp (lt ge)
3006  (simplify
3007   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
3008   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
3009    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3010 (for cmp  (ge lt)
3011      acmp (gt le)
3012  (simplify
3013   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
3014   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
3015    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3018 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
3019    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
3020    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
3021    that with expression code iteration.  */
3022 (for cmp (tcc_comparison)
3023      icmp (inverted_tcc_comparison)
3024      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
3025  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
3026     and handle some more cases by using
3027       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
3028     here but for that genmatch would need to "inline" that.
3029     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
3030  (simplify
3031   (bit_not (cmp @0 @1))
3032   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
3033        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
3034    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
3035       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
3036       a computed operator in the replacement tree thus we have
3037       to play the trick below.  */
3038    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3039              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3040     (if (ic == icmp)
3041      (icmp @0 @1)
3042      (if (ic == ncmp)
3043       (ncmp @0 @1))))))
3044  (simplify
3045   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
3046   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
3047             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
3048    (if (ic == icmp)
3049     (icmp @0 @1)
3050     (if (ic == ncmp)
3051      (ncmp @0 @1))))))
3053 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
3054    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
3055    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
3056    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
3057    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
3058 (for cmp (eq ne)
3059  (for sub (minus pointer_diff)
3060   (simplify
3061    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
3062    (if (single_use (@2))
3063     (cmp @0 @1)))))
3065 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
3066    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3067    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3068    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3069 (for cmp (simple_comparison)
3070      scmp (swapped_simple_comparison)
3071  (simplify
3072   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3073   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3074   (if (integer_zerop (@1))
3075    (cmp @1 @2)
3076    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3077         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3078         && single_use (@3))
3079     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3080     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3081      (scmp @0 @2)
3082      (cmp @0 @2))))))
3084 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3085    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3086 (for cmp (eq ge le)
3087  (simplify
3088   (cmp @0 @0)
3089   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3090        || ! HONOR_NANS (@0))
3091    { constant_boolean_node (true, type); }
3092    (if (cmp != EQ_EXPR)
3093     (eq @0 @0)))))
3094 (for cmp (ne gt lt)
3095  (simplify
3096   (cmp @0 @0)
3097   (if (cmp != NE_EXPR
3098        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3099        || ! HONOR_NANS (@0))
3100    { constant_boolean_node (false, type); })))
3101 (for cmp (unle unge uneq)
3102  (simplify
3103   (cmp @0 @0)
3104   { constant_boolean_node (true, type); }))
3105 (for cmp (unlt ungt)
3106  (simplify
3107   (cmp @0 @0)
3108   (unordered @0 @0)))
3109 (simplify
3110  (ltgt @0 @0)
3111  (if (!flag_trapping_math)
3112   { constant_boolean_node (false, type); }))
3114 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3115 (for cmp (simple_comparison)
3116  (simplify
3117   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3118   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3119    (cmp @1 @0))))
3121 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3122 (for cmp (simple_comparison)
3123      scmp (swapped_simple_comparison)
3124  (simplify
3125   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3126   (if (single_use (@2)
3127        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3128    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3130 (for cmp (simple_comparison)
3131  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3132  (simplify
3133   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3134   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3135        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3136            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3137        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3138            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3139    (with
3140     {
3141       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3142       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3143         {
3144           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3145           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3146               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3147             type1 = float_type_node;
3148           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3149               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3150             type1 = double_type_node;
3151         }
3152       tree newtype
3153         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3154            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
3155     }
3156     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3157      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3159  (simplify
3160   (cmp @0 REAL_CST@1)
3161   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3162   (switch
3163    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3164    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3165     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3166    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3167    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3168         && ! HONOR_SNANS (@1))
3169     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3170    /* Fold comparisons against infinity.  */
3171    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3172         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3173     (with
3174      {
3175        REAL_VALUE_TYPE max;
3176        enum tree_code code = cmp;
3177        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3178        if (neg)
3179          code = swap_tree_comparison (code);
3180      }
3181      (switch
3182       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3183       (if (code == GT_EXPR
3184            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3185        { constant_boolean_node (false, type); })
3186       (if (code == LE_EXPR)
3187        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3188        (if (! HONOR_NANS (@0))
3189         { constant_boolean_node (true, type); }
3190         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3191            an "invalid" exception.  */
3192         (if (!flag_trapping_math)
3193          (eq @0 @0))))
3194       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3195          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3196       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3197            || code == GE_EXPR)
3198        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3199         (if (neg)
3200          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3201          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3202       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3203       (if (code == LT_EXPR)
3204        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3205         (if (neg)
3206          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3207          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3208       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3209          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3210       (if (code == NE_EXPR)
3211        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3212         (if (! HONOR_NANS (@0))
3213          (if (neg)
3214           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3215           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3216          (if (neg)
3217           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3218           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3220  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3221     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3222     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3223     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3224  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3225   (for op (plus minus)
3226    (simplify
3227     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3228     (with
3229      {
3230        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3231                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3232      }
3233      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3234       (cmp @0 { tem; }))))))
3236  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3237     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3238     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3239     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3240  (if (flag_associative_math)
3241   (simplify
3242    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3243    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3244     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3245      (cmp { tem; } @1)))))
3247  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3248  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3249       && ! flag_errno_math)
3250   (for sq (SQRT)
3251    (simplify
3252     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3253     (switch
3254      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3255       (switch
3256        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3257        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3258         { constant_boolean_node (false, type); })
3259        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3260           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3261        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3262         { constant_boolean_node (true, type); })
3263        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3264        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3265      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3266       (switch
3267        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3268        (if (cmp == LT_EXPR)
3269         { constant_boolean_node (false, type); })
3270        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3271        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3272         { constant_boolean_node (true, type); })
3273        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3274        (if (cmp == LE_EXPR)
3275         (eq @0 @1))
3276        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3277           == or !=.  In the last case:
3279             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3281           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3282           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3283        (cmp @0 @1)))
3284      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3285       (with
3286        {
3287          REAL_VALUE_TYPE c2;
3288          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3289                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3290          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3291        }
3292        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3293         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3294         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3295          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3296          { constant_boolean_node (false, type); })
3297         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3298         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3299      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3300       (with
3301        {
3302          REAL_VALUE_TYPE c2;
3303          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3304                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3305          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3306        }
3307        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3308         (switch
3309          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3310             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3311          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3312           { constant_boolean_node (true, type); })
3313          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3314             don't care about NaNs.  */
3315          (if (! HONOR_NANS (@0))
3316           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3317          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3318             don't care about Infinities.  */
3319          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3320           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3321          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3322          (if (GENERIC)
3323           (truth_andif
3324            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3325            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3326         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3327         (if (! HONOR_NANS (@0))
3328          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3329          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3330          (if (GENERIC)
3331           (truth_andif
3332            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3333            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3334    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3335    (simplify
3336     (cmp (sq @0) (sq @1))
3337       (if (! HONOR_NANS (@0))
3338         (cmp @0 @1))))))
3340 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3341 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3342      icmp (le le eq ne ge ge)
3343  (simplify
3344   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3345    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3346         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3347     (with
3348      {
3349        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3350        signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3351        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3352        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3353        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3354           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3355           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3356           -fno-signaling-nans.  */
3357        bool exception_p
3358          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3359                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3360        /* INT?_MIN is power-of-two so it takes
3361           only one mantissa bit.  */
3362        bool signed_p = isign == SIGNED;
3363        bool itype_fits_ftype_p
3364          = TYPE_PRECISION (itype) - signed_p <= significand_size (fmt);
3365      }
3366      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3367         -fno-trapping-math.  */
3368      (if (itype_fits_ftype_p && ! exception_p)
3369       (with
3370        {
3371          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3372          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3373          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3375          REAL_VALUE_TYPE icst;
3376          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3377            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3378          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3379            real_floor (&icst, fmt, cst);
3380          else
3381            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3383          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3385          bool overflow_p = false;
3386          wide_int icst_val
3387            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3388        }
3389        (switch
3390         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3391         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3392          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3393                                   type); })
3394         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3395          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3396                                   type); })
3397         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3398         (if (cst_int_p)
3399          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3400                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3401         )
3402         /* When CST is fractional, optimize
3403             (FTYPE) N == CST -> 0
3404             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3405         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3406          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }) 
3407         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3408         (with
3409          {
3410            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3411          }
3412          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3414 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3415 (for cmp (eq ne)
3416  (simplify
3417   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3418   (if (!integer_zerop (@1))
3419    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3420     (cmp @0 @2)
3421     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3422      (with
3423       {
3424         wi::overflow_type ovf;
3425         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3426                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3427       }
3428       (if (ovf)
3429        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3430        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3431 (for cmp (lt le gt ge)
3432  (simplify
3433   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3434   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3435    (with
3436     {
3437       wi::overflow_type ovf;
3438       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3439                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3440     }
3441     (if (ovf)
3442      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3443                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3444                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3445      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3447 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3448 (simplify
3449  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3450  (if (types_match (@0, @1))
3451   (unordered @0 @1)))
3452 (simplify
3453  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3454  (if (types_match (@0, @1))
3455   (ordered @0 @1)))
3456 (simplify
3457  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3458  @2)
3459 (simplify
3460  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3461  @2)
3463 /* Simple range test simplifications.  */
3464 /* A < B || A >= B -> true.  */
3465 (for test1 (lt le le le ne ge)
3466      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3467  (simplify
3468   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3469   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3470        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3471    { constant_boolean_node (true, type); })))
3472 /* A < B && A >= B -> false.  */
3473 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3474      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3475  (simplify
3476   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3477   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3478        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3479    { constant_boolean_node (false, type); })))
3481 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3482    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3484    Note that comparisons
3485      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3486      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3487    will be canonicalized to above so there's no need to
3488    consider them here.
3489  */
3491 (for cmp (le gt)
3492      eqcmp (eq ne)
3493  (simplify
3494   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3495   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3496    (with
3497     {
3498      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3499      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3500      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3501      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3502      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3503     }
3504     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3505          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3506       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3507              { build_zero_cst (ty); }))))))
3509 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3510 (for cmp (tcc_comparison)
3511      scmp (swapped_tcc_comparison)
3512  (simplify
3513   (cmp (negate @0) (negate @1))
3514   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3515        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3516            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3517    (scmp @0 @1)))
3518  (simplify
3519   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3520   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3521        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3522            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3523    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3524     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3525      (scmp @0 { tem; }))))))
3527 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3528 (for op (eq ne)
3529  (simplify
3530   (op (abs @0) zerop@1)
3531   (op @0 @1)))
3533 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3534    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3535 (for cmp (simple_comparison)
3536  (simplify
3537   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3538   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3539        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3540           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3541        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3542             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
3543             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
3544        && single_use (@0))
3545    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3546         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3547             || @1 != @10)
3548         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3549             || cmp == NE_EXPR
3550             || cmp == EQ_EXPR)
3551         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3552     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3553        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3554        constant which fold_convert produces.  */
3555     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3556      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3557                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3558      (cmp @00 (convert @1)))
3560     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3561      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3562      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3563            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3564            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3565                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3566           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3567               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3568                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3569                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3570                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3571               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3572                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3573                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3574       (cmp @00 (convert @10))
3575       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3576            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3577            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3578        (with
3579         {
3580           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3581           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3582           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3583           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3584         }
3585         (if (above || below)
3586          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3587           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3588           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3589            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3590            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3591             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3593 (for cmp (eq ne)
3594  /* A local variable can never be pointed to by
3595     the default SSA name of an incoming parameter.
3596     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3597  (simplify
3598   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3599   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3600        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3601    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3602     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3603          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3604      (if (cmp == NE_EXPR)
3605       { constant_boolean_node (true, type); }
3606       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3608 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3609 (for cmp (eq ne)
3611  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3612     Similarly for NE_EXPR.  */
3613  (simplify
3614   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3615   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3616        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3617    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3619  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3620  (simplify
3621   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3622   (cmp @0 @1))
3624  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3625     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3626  (simplify
3627   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3628   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3630  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3631  (simplify
3632   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3633   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3634    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3636  (simplify
3637   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3638   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3639    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3641 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3642    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3643 (for cmp (eq ne)
3644      icmp (ne eq)
3645  (simplify
3646   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3647   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3649 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3650    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3651 (simplify
3652  (cond
3653   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3654   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
3655  (if (integer_pow2p (@2))
3656   (with {
3657      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3658                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3659    }
3660    (if (shift > 0)
3661     (bit_and
3662      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3663     (bit_and
3664      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
3665      @2)))))
3667 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3668    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3669 (for cmp (eq ne)
3670      ncmp (ge lt)
3671  (simplify
3672   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3673   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3674        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3675        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3676        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3677    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3678     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3680 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3681    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3682 (simplify
3683  (cond
3684   (lt @0 integer_zerop)
3685   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
3686  (if (integer_pow2p (@1)
3687       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3688   (with {
3689     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3690    }
3691    (if (shift >= 0)
3692     (bit_and
3693      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3694      @1)
3695     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3696        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3697     (bit_and (convert @0) @1)))))
3699 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3700    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3701    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3702    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3703 (for cmp (simple_comparison)
3704  (simplify
3705   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3706   (with
3707    {
3708      poly_int64 off0, off1;
3709      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3710      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3711      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3712        {
3713          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3714          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3715        }
3716      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3717        {
3718          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3719          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3720        }
3721    }
3722    (if (base0 && base1)
3723     (with
3724      {
3725        int equal = 2;
3726        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3727           the value expressions might point to fields/elements
3728           of other vars etc.  */
3729        if (GENERIC
3730            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3731                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3732          ;
3733        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3734                 && decl_in_symtab_p (base1))
3735          equal = symtab_node::get_create (base0)
3736                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3737        else if ((DECL_P (base0)
3738                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3739                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3740                 && (DECL_P (base1)
3741                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3742                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3743          equal = (base0 == base1);
3744      }
3745      (if (equal == 1
3746           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3747               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
3748               || known_eq (off0, off1)
3749               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3750                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
3751               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3752                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
3753       (switch
3754        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3755         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
3756        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3757         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
3758        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
3759         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
3760        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
3761         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
3762        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
3763         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
3764        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
3765         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
3766       (if (equal == 0
3767            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3768            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3769            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3770                || known_eq (off0, off1)))
3771        (switch
3772         (if (cmp == EQ_EXPR)
3773          { constant_boolean_node (false, type); })
3774         (if (cmp == NE_EXPR)
3775          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3777 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3778 (for neeq (ne eq)
3779  (simplify
3780   (neeq @0 @1)
3781   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3782        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3783    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
3785 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3786    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3787    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3788    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3789    canonicalizaion is not wanted.  */
3791 (for cmp (ne eq)
3792  (simplify
3793   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3794   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3795          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3796          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3797         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3798             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3799             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3800        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
3801    (cmp @0 (convert @1)))))
3803 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3804 (for cmp (lt gt le ge)
3805  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3806     the specified precision will have known values.  */
3807  (simplify
3808   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3809   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3810        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3811    (with
3812     {
3813       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3814       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3815       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3816       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3817       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3818     }
3819     (switch
3820      (if (wi::to_wide (@1) == max)
3821       (switch
3822        (if (cmp == GT_EXPR)
3823         { constant_boolean_node (false, type); })
3824        (if (cmp == GE_EXPR)
3825         (eq @2 @1))
3826        (if (cmp == LE_EXPR)
3827         { constant_boolean_node (true, type); })
3828        (if (cmp == LT_EXPR)
3829         (ne @2 @1))))
3830      (if (wi::to_wide (@1) == min)
3831       (switch
3832        (if (cmp == LT_EXPR)
3833         { constant_boolean_node (false, type); })
3834        (if (cmp == LE_EXPR)
3835         (eq @2 @1))
3836        (if (cmp == GE_EXPR)
3837         { constant_boolean_node (true, type); })
3838        (if (cmp == GT_EXPR)
3839         (ne @2 @1))))
3840      (if (wi::to_wide (@1) == max - 1)
3841       (switch
3842        (if (cmp == GT_EXPR)
3843         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))
3844        (if (cmp == LE_EXPR)
3845         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3846      (if (wi::to_wide (@1) == min + 1)
3847       (switch
3848        (if (cmp == GE_EXPR)
3849         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))
3850        (if (cmp == LT_EXPR)
3851         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3852      (if (wi::to_wide (@1) == signed_max
3853           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3854           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3855              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3856              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3857              max associated with this sign bit.  */
3858           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3859           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3860           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3861       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3862          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3863       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3864        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3865         (if (cmp == LE_EXPR)
3866          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3867          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3869 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3870  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3871  (simplify
3872   (cmp @0 REAL_CST@1)
3873   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3874        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3875    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3876                             ? false : true, type); })))
3878 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3879 (simplify
3880  (ne @0 integer_zerop)
3881  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3882       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3883   (non_lvalue @0)))
3884 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3885 (simplify
3886  (eq @0 integer_onep)
3887  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3888       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3889   (non_lvalue @0)))
3890 /* Do not handle
3891    bool_var == 0 becomes !bool_var or
3892    bool_var != 1 becomes !bool_var
3893    here because that only is good in assignment context as long
3894    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
3895    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
3896    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
3898 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
3899    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
3900    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
3901    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
3902 (for cmp (lt le ge gt)
3903      out (gt gt le le)
3904  (simplify
3905   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
3906   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3907        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3908        && wi::to_wide (@1) != 0
3909        && single_use (@2))
3910    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
3911     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3912                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
3913                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
3915 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
3916    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
3917    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
3918 (for cmp (gt le)
3919  (simplify
3920   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
3921   (if (single_use (@2)
3922        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3923        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3924        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3925    (cmp @1 @0))))
3927 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
3928 /* A - B > A  */
3929 (for cmp (gt le)
3930      out (ne eq)
3931  (simplify
3932   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
3933   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3934        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3935    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3936 /* A + B < A  */
3937 (for cmp (lt ge)
3938      out (ne eq)
3939  (simplify
3940   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
3941   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3942        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3943    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3945 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
3946    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
3947 (for cmp (lt ge)
3948      out (ne eq)
3949  (simplify
3950   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
3951   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3952    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
3953     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
3955 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
3956    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
3957    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
3958    section that follows this one.
3960    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
3961    the following:
3963    - the rule describes an identity
3965    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
3966      multiplication
3968    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
3969      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
3970      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
3971      when the operand has that value.)  */
3973 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3974  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
3975  (simplify
3976   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
3977   (if (!HONOR_SNANS (type))
3978    @0))
3980  (for op (plus minus)
3981   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
3982   (simplify
3983    (op (rdiv @0 @1)
3984        (rdiv @2 @1))
3985    (rdiv (op @0 @2) @1)))
3987  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
3988  (for root (SQRT CBRT)
3989   (simplify
3990    (mult (root:s @0) (root:s @1))
3991     (root (mult @0 @1))))
3993  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
3994  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3995   (simplify
3996    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
3997     (exps (plus @0 @1))))
3999  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
4000  (for root (SQRT CBRT)
4001   (simplify
4002    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
4003     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
4005  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
4006  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4007   (simplify
4008    (rdiv @0 (exps:s @1))
4009     (mult @0 (exps (negate @1)))))
4011  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4012       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4013   /* logN(expN(x)) -> x.  */
4014   (simplify
4015    (logs (exps @0))
4016    @0)
4017   /* expN(logN(x)) -> x.  */
4018   (simplify
4019    (exps (logs @0))
4020    @0))
4022  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
4023     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
4024     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
4025  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
4026       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
4027   (simplify
4028    (logs (exps @0))
4029    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4030     (with {
4031       tree x;
4032       switch (exps)
4033         {
4034         CASE_CFN_EXP:
4035           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
4036           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
4037           break;
4038         CASE_CFN_EXP2:
4039           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
4040           x = build_real (type, dconst2);
4041           break;
4042         CASE_CFN_EXP10:
4043         CASE_CFN_POW10:
4044           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
4045           {
4046             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
4047             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
4048             x = build_real (type, dconst10);
4049           }
4050           break;
4051         default:
4052           gcc_unreachable ();
4053         }
4054       }
4055      (mult (logs { x; }) @0)))))
4057  (for logs (LOG LOG
4058             LOG2 LOG2
4059             LOG10 LOG10)
4060       exps (SQRT CBRT)
4061   (simplify
4062    (logs (exps @0))
4063    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4064     (with {
4065       tree x;
4066       switch (exps)
4067         {
4068         CASE_CFN_SQRT:
4069           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
4070           x = build_real (type, dconsthalf);
4071           break;
4072         CASE_CFN_CBRT:
4073           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
4074           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
4075           break;
4076         default:
4077           gcc_unreachable ();
4078         }
4079       }
4080      (mult { x; } (logs @0))))))
4082  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4083  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4084       pows (POW)
4085   (simplify
4086    (logs (pows @0 @1))
4087    (mult @1 (logs @0))))
4089  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4090     or if C is a positive power of 2,
4091     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4092 #if GIMPLE
4093  (for pows (POW)
4094       exps (EXP)
4095       logs (LOG)
4096       exp2s (EXP2)
4097       log2s (LOG2)
4098   (simplify
4099    (pows REAL_CST@0 @1)
4100    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4101         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4102         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4103            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
4104            beneficial for all constants to postpone this until later,
4105            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
4106            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
4107            pessimization.  */
4108         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4109     (with {
4110        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
4111        bool use_exp2 = false;
4112        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
4113            && value->cl == rvc_normal)
4114          {
4115            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
4116            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
4117            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
4118              use_exp2 = true;
4119          }
4120      }
4121      (if (!use_exp2)
4122       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
4123        (exps (mult (logs @0) @1)))
4124       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
4125 #endif
4127  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
4128  (for pows (POW)
4129       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4130       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4131   (simplify
4132    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
4133    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4134         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4135     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
4137  (for sqrts (SQRT)
4138       cbrts (CBRT)
4139       pows (POW)
4140       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4141   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4142   (simplify
4143    (sqrts (exps @0))
4144    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4145   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4146   (simplify
4147    (cbrts (exps @0))
4148    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4149   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4150   (simplify
4151    (pows (exps @0) @1)
4152    (exps (mult @0 @1))))
4154  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4155  (for tans (TAN)
4156       atans (ATAN)
4157   (simplify
4158    (tans (atans @0))
4159    @0)))
4161 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4162 (simplify
4163  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4164  (abs @0))
4166 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4167 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4168  (simplify
4169   (fns (fns @0))
4170   (fns @0)))
4171 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4172 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4173  (simplify
4174   (fns integer_valued_real_p@0)
4175   @0))
4177 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4178 (simplify
4179  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4180  (abs @0))
4182 /* pow(1,x) -> 1.  */
4183 (simplify
4184  (POW real_onep@0 @1)
4185  @0)
4187 (simplify
4188  /* copysign(x,x) -> x.  */
4189  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4190  @0)
4192 (simplify
4193  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4194  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4195  (abs @0))
4197 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4198  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4199  (simplify
4200   (scale real_zerop@0 @1)
4201   @0)
4202  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4203  (simplify
4204   (scale @0 integer_zerop@1)
4205   @0)
4206  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4207  (simplify
4208   (scale REAL_CST@0 @1)
4209   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4210    @0)))
4212 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4213    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4215    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4216    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4217    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4218    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4220 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4221  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4222  (simplify
4223   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4224    (SIN @0))
4226  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4227  (simplify
4228   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4229   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4230    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4232  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4233  (simplify
4234   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4235    (TAN @0))
4237  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4238  (simplify
4239   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4240    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4242  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4243  (simplify
4244   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4245   (if (! HONOR_NANS (@0)
4246        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4247    (COS @0)))
4249  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4250  (simplify
4251   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4252   (if (! HONOR_NANS (@0)
4253        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4254    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4256  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4257  (simplify
4258   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4259    (POW @0 (plus @1 @2)))
4261  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4262  (simplify
4263   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4264    (POW (mult @0 @2) @1))
4266  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4267  (simplify
4268   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4269    (POWI (mult @0 @2) @1))
4271  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4272  (simplify
4273   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4274   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4275    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4277  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4278  (simplify
4279   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4280    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4282  (for sqrts (SQRT)
4283       cbrts (CBRT)
4284       pows (POW)
4285   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4286   (simplify
4287    (sqrts (sqrts @0))
4288    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4289   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4290   (simplify
4291    (sqrts (cbrts @0))
4292    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4293   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4294   (simplify
4295    (cbrts (sqrts @0))
4296    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4297   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4298   (simplify
4299    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4300    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4301   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4302   (simplify
4303    (sqrts (pows @0 @1))
4304    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4305   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4306   (simplify
4307    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4308    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4309   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4310   (simplify
4311    (pows (sqrts @0) @1)
4312    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4313   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4314   (simplify
4315    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4316    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4317   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4318   (simplify
4319    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4320    (pows @0 (mult @1 @2))))
4322  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4323  (simplify
4324   (CABS (complex @0 @0))
4325   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4327  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4328  (simplify
4329   (HYPOT @0 @0)
4330   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4332  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4333  (for cexps (CEXP)
4334       exps (EXP)
4335       cexpis (CEXPI)
4336   (simplify
4337    (cexps compositional_complex@0)
4338    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4339     (complex
4340      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4341      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4343 (if (canonicalize_math_p ())
4344  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4345  (for floors (FLOOR_ALL)
4346       truncs (TRUNC_ALL)
4347   (simplify
4348    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4349    (truncs @0))))
4351 (match double_value_p
4352  @0
4353  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4354 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4355             BUILT_IN_FLOORL
4356             BUILT_IN_CEILL
4357             BUILT_IN_ROUNDL
4358             BUILT_IN_NEARBYINTL
4359             BUILT_IN_RINTL)
4360      tos (BUILT_IN_TRUNC
4361           BUILT_IN_FLOOR
4362           BUILT_IN_CEIL
4363           BUILT_IN_ROUND
4364           BUILT_IN_NEARBYINT
4365           BUILT_IN_RINT)
4366  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4367  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4368   (simplify
4369    (froms (convert double_value_p@0))
4370    (convert (tos @0)))))
4372 (match float_value_p
4373  @0
4374  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4375 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4376             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4377             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4378             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4379             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4380             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4381      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4382           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4383           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4384           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4385           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4386           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4387  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4388     if x is a float.  */
4389  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4390       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4391   (simplify
4392    (froms (convert float_value_p@0))
4393    (convert (tos @0)))))
4395 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4396      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4397  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4398  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4399   (simplify
4400    (froms (convert double_value_p@0))
4401    (tos @0))))
4403 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4404             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4405      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4406  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4407     if x is a float.  */
4408  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4409   (simplify
4410    (froms (convert float_value_p@0))
4411    (tos @0))))
4413 (if (canonicalize_math_p ())
4414  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4415  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4416   (simplify
4417    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4418    (fix_trunc @0))))
4420 (if (canonicalize_math_p ())
4421  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4422  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4423            ICEIL LCEIL LLCEIL
4424            IROUND LROUND LLROUND)
4425   (simplify
4426    (fns integer_valued_real_p@0)
4427    (fix_trunc @0)))
4428  (if (!flag_errno_math)
4429   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4430   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4431    (simplify
4432     (rints integer_valued_real_p@0)
4433     (fix_trunc @0)))))
4435 (if (canonicalize_math_p ())
4436  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4437       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4438       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4439   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4440      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4441   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4442        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4443    (simplify
4444     (ifn @0)
4445     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4446   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4447      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4448   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4449        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4450    (simplify
4451     (llfn @0)
4452     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4454 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4455 (simplify
4456  (CPROJ @0)
4457  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4458    @0))
4460 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4461    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4462 (simplify
4463  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4464  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4465   { build_complex_inf (type, false); }))
4467 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4468 (simplify
4469  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4470  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4471   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4473 (for pows (POW)
4474      sqrts (SQRT)
4475      cbrts (CBRT)
4476  (simplify
4477   (pows @0 REAL_CST@1)
4478   (with {
4479     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4480     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4481    }
4482    (switch
4483     /* pow(x,0) -> 1.  */
4484     (if (real_equal (value, &dconst0))
4485      { build_real (type, dconst1); })
4486     /* pow(x,1) -> x.  */
4487     (if (real_equal (value, &dconst1))
4488      @0)
4489     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4490     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4491      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4492     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4493     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4494          && canonicalize_math_p ()
4495          && real_equal (value, &dconsthalf))
4496      (sqrts @0))
4497     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4498     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4499          && canonicalize_math_p ()
4500          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4501              real_equal (value, &tmp)))
4502      (cbrts @0))))))
4504 /* powi(1,x) -> 1.  */
4505 (simplify
4506  (POWI real_onep@0 @1)
4507  @0)
4509 (simplify
4510  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4511  (switch
4512   /* powi(x,0) -> 1.  */
4513   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4514    { build_real (type, dconst1); })
4515   /* powi(x,1) -> x.  */
4516   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4517    @0)
4518   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4519   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4520    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4522 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
4524    These are conceptually similar to the transformations performed for
4525    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4526    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4528 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4529    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4530    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4531    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4532    operation and convert the result to the desired type.  */
4533 (for op (plus minus)
4534   (simplify
4535     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4536     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4537          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4538             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4539          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4540          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4541          /* The precision of the type of each operand must match the
4542             precision of the mode of each operand, similarly for the
4543             result.  */
4544          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4545          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4546          && type_has_mode_precision_p (type)
4547          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4548          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4549          && types_match (@0, type)
4550          && (types_match (@0, @1)
4551              /* Or the second operand is const integer or converted const
4552                 integer from valueize.  */
4553              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4554       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4555         (op @0 (convert @1))
4556         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4557          (convert (op (convert:utype @0)
4558                       (convert:utype @1))))))))
4560 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4561    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4562    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4563    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4564    arithmetic operation.  */
4565 (for op (minus plus)
4566  (simplify
4567   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4568   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4569        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4570           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4571        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4572        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4573        /* The precision of the type of each operand must match the
4574           precision of the mode of each operand, similarly for the
4575           result.  */
4576        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4577        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4578        && type_has_mode_precision_p (type)
4579        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4580        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4581        && types_match (@0, @1)
4582        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4583            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4584        && (wi::to_wide (@4)
4585            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4586                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
4587    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4588     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4589      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4590     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4591      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4592                (convert:utype @4))))))))
4594 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
4595    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4596 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
4597      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
4598      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
4599  (simplify
4600   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4601   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4602        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4603    (op @0 (ext @1 @2)))))
4605 (simplify
4606  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4607  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4608  { integer_zero_node; })
4610 (simplify
4611  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4612  (SIGNBIT @0)
4613  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4614   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4616 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4617 (for cmp (eq ne)
4618  (for op (plus minus)
4619       rop (minus plus)
4620   (simplify
4621    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4622    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4623         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4624         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4625         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4626     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4627      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4628           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4629       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4630       (if (single_use (@3))
4631        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
4632                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
4633 (for cmp (lt le gt ge)
4634  (for op (plus minus)
4635       rop (minus plus)
4636   (simplify
4637    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4638    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4639         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4640     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4641      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4642       {
4643         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4644                                 "when simplifying conditional to constant"),
4645                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4646         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4647         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4648         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
4649                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4650                         != (op == MINUS_EXPR);
4651         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4652       }
4653       (if (single_use (@3))
4654        (with
4655         {
4656           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4657                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4658                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4659                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4660         }
4661         (cmp @0 { res; })))))))))
4663 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4665 (simplify
4666  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4667  (switch
4668   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4669        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4670    (switch
4671     (if (integer_zerop (@2))
4672      (view_convert (realpart @0)))
4673     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4674      (view_convert (imagpart @0)))))
4675   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4676        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4677        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4678        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4679        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4680        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4681             && integer_zerop (@2))
4682            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4683               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4684            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4685                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4686                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4687                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4688                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4689                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4690                                             - TYPE_PRECISION (type))
4691                                          : 0)) == 0)))
4692    (convert @0))))
4694 /* Simplify vector extracts.  */
4696 (simplify
4697  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4698  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4699       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4700           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4701               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4702   (with
4703    {
4704      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4705                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4706      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4707      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4708      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4709      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4710    }
4711    (if (n != 0
4712         && (idx % width) == 0
4713         && (n % width) == 0
4714         && known_le ((idx + n) / width,
4715                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
4716     (with
4717      {
4718        idx = idx / width;
4719        n = n / width;
4720        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4721        poly_uint64 k = 1;
4722        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4723          {
4724            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4725            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4726              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4727          }
4728        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
4729      }
4730      (switch
4731       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4732       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
4733        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4734         { build_constructor (type, NULL); }
4735         (if (count == 1)
4736          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4737           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
4738           { build_zero_cst (type); })
4739          {
4740            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4741            vec_alloc (vals, count);
4742            for (unsigned i = 0;
4743                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4744              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4745                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
4746            build_constructor (type, vals);
4747          })))
4748       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4749       (if (k.is_constant (&const_k)
4750            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
4751        (switch
4752         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
4753          { build_zero_cst (type); })
4754         (if (n == const_k)
4755          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
4756         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
4757                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
4759 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4760    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4761    not touching the extraction.  */
4762 (simplify
4763  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4764  (with
4765   {
4766     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4767     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4768       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4769     else
4770       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4771   }
4772   (switch
4773    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
4774         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
4775                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4776     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4777                                                  wi::to_wide (@rpos)
4778                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
4779    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
4780                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
4781         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
4782                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4783     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
4785 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4786  (for fmas (FMA)
4787   (simplify
4788    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
4789    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4790   (simplify
4791    (fmas @0 @1 (negate @2))
4792    (IFN_FMS @0 @1 @2))
4793   (simplify
4794    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
4795    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4796   (simplify
4797    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
4798    (if (single_use (@3))
4799     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
4801  (simplify
4802   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
4803   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4804  (simplify
4805   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
4806   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4807  (simplify
4808   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
4809   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4810  (simplify
4811   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
4812    (if (single_use (@3))
4813     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
4815  (simplify
4816   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
4817   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4818  (simplify
4819   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
4820   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4821  (simplify
4822   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
4823   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4824  (simplify
4825   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
4826   (if (single_use (@3))
4827    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
4829  (simplify
4830   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
4831   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4832  (simplify
4833   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
4834   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4835  (simplify
4836   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
4837   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4838  (simplify
4839   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
4840   (if (single_use (@3))
4841    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
4843 /* POPCOUNT simplifications.  */
4844 (for popcount (BUILT_IN_POPCOUNT BUILT_IN_POPCOUNTL BUILT_IN_POPCOUNTLL
4845                BUILT_IN_POPCOUNTIMAX)
4846   /* popcount(X&1) is nop_expr(X&1).  */
4847   (simplify
4848     (popcount @0)
4849     (if (tree_nonzero_bits (@0) == 1)
4850       (convert @0)))
4851   /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
4852   (simplify
4853     (plus (popcount:s @0) (popcount:s @1))
4854     (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
4855       (popcount (bit_ior @0 @1))))
4856   /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
4857   (for cmp (le eq ne gt)
4858        rep (eq eq ne ne)
4859     (simplify
4860       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
4861       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4863 /* Simplify:
4865      a = a1 op a2
4866      r = c ? a : b;
4868    to:
4870      r = c ? a1 op a2 : b;
4872    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
4873    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
4874    simplification if the result of the operation isn't needed.  */
4875 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
4876      cond_op (COND_BINARY)
4877  (simplify
4878   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
4879   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
4880    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4881     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
4882  (simplify
4883   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
4884   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
4885    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4886     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
4888 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
4889    "else" value of an IFN_COND_*.  */
4890 (for cond_op (COND_BINARY)
4891  (simplify
4892   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
4893   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
4894    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4895     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4)))))))