2015-06-11 Paul Thomas <pault@gcc.gnu.org>
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob9a1317e1f230eb78b000fa11af0c4a5f257707a6
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) 2014-2015 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
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    CONSTANT_CLASS_P
32    tree_expr_nonnegative_p)
34 /* Operator lists.  */
35 (define_operator_list tcc_comparison
36   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
37 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
38   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
39 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
40   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
41 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
42   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
45 /* Simplifications of operations with one constant operand and
46    simplifications to constants or single values.  */
48 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
49   (simplify
50     (op @0 integer_zerop)
51     (non_lvalue @0)))
53 /* 0 +p index -> (type)index */
54 (simplify
55  (pointer_plus integer_zerop @1)
56  (non_lvalue (convert @1)))
58 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
59    Likewise if the operands are reversed.  */
60 (simplify
61  (plus:c @0 real_zerop@1)
62  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
63   (non_lvalue @0)))
65 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
66 (simplify
67  (minus @0 real_zerop@1)
68  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
69   (non_lvalue @0)))
71 /* Simplify x - x.
72    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
73    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
74    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
75    is volatile.  */
76 (simplify
77  (minus @0 @0)
78  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
79   { build_zero_cst (type); }))
81 (simplify
82  (mult @0 integer_zerop@1)
83  @1)
85 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
86    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
87    same in modes with signed zeros, since multiplying a
88    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
89 (simplify
90  (mult @0 real_zerop@1)
91  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
92   @1))
94 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
95    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
96 (simplify
97  (mult @0 real_onep)
98  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
99       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
100           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
104 (simplify
105  (mult @0 real_minus_onep)
106   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
107        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
108            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
109    (negate @0)))
111 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
112    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
113 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
114   (simplify
115     (op @0 integer_onep)
116     (non_lvalue @0)))
118 /* X / -1 is -X.  */
119 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
120  (simplify
121    (div @0 integer_minus_onep@1)
122    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
123     (negate @0))))
125 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
126    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
127 (simplify
128  (floor_div @0 @1)
129  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
130       && TYPE_UNSIGNED (type))
131   (trunc_div @0 @1)))
133 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
134    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
135 (for div (trunc_div exact_div)
136  (simplify
137   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
138   (with {
139     bool overflow_p;
140     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
141    }
142    (if (!overflow_p)
143     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
144    (if (overflow_p
145         && (TYPE_UNSIGNED (type)
146             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
147     { build_zero_cst (type); }))))
149 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
150    NaNs or Infinities.  */
151 (simplify
152  (rdiv @0 @0)
153  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
154       && ! HONOR_NANS (type)
155       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
156   { build_one_cst (type); }))
158 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
159    NaNs or Infinities.  */
160 (simplify
161  (rdiv:c @0 (negate @0))
162  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
163       && ! HONOR_NANS (type)
164       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
165   { build_minus_one_cst (type); }))
167 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
168 (simplify
169  (rdiv @0 real_onep)
170  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
171   (non_lvalue @0)))
173 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
174 (simplify
175  (rdiv @0 real_minus_onep)
176  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
177   (negate @0)))
179 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
180    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
181    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
182    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
183    tell if it is or not in a portable manner.  */
184 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
185  (simplify
186   (rdiv @0 cst@1)
187   (if (optimize)
188    (if (flag_reciprocal_math
189         && !real_zerop (@1))
190     (with
191      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
192      (if (tem)
193       (mult @0 { tem; } ))))
194    (if (cst != COMPLEX_CST)
195     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
196      (if (inverse)
197       (mult @0 { inverse; } )))))))
199 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
200    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
201 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
202  /* 0 % X is always zero.  */
203  (simplify
204   (mod integer_zerop@0 @1)
205   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
206   (if (!integer_zerop (@1))
207    @0))
208  /* X % 1 is always zero.  */
209  (simplify
210   (mod @0 integer_onep)
211   { build_zero_cst (type); })
212  /* X % -1 is zero.  */
213  (simplify
214   (mod @0 integer_minus_onep@1)
215   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
216    { build_zero_cst (type); }))
217  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
218  (simplify
219   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
220   @2))
222 /* X % -C is the same as X % C.  */
223 (simplify
224  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
225   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
226        && !TREE_OVERFLOW (@1)
227        && wi::neg_p (@1)
228        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
229        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
230        && !sign_bit_p (@1, @1))
231    (trunc_mod @0 (negate @1))))
233 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
234 (simplify
235  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
236  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
237       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
238       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
239   (trunc_mod @0 (convert @1))))
241 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
242    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
243    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
244    to A & ((C << N) - 1).  */
245 (match (power_of_two_cand @1)
246  INTEGER_CST@1)
247 (match (power_of_two_cand @1)
248  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
249 (for mod (trunc_mod floor_mod)
250  (simplify
251   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
252   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
253         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
254         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
255         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
256    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
258 /* X % Y is smaller than Y.  */
259 (for cmp (lt ge)
260  (simplify
261   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
262   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
263    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
264 (for cmp (gt le)
265  (simplify
266   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
267   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
268    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
270 /* x | ~0 -> ~0  */
271 (simplify
272   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
273   @1)
275 /* x & 0 -> 0  */
276 (simplify
277   (bit_and @0 integer_zerop@1)
278   @1)
280 /* x ^ x -> 0 */
281 (simplify
282   (bit_xor @0 @0)
283   { build_zero_cst (type); })
285 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
286 (simplify
287   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
288   (bit_not @0))
290 /* x & ~0 -> x  */
291 (simplify
292  (bit_and @0 integer_all_onesp)
293   (non_lvalue @0))
295 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
296 (for bitop (bit_and bit_ior)
297  (simplify
298   (bitop @0 @0)
299   (non_lvalue @0)))
301 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
302 (simplify
303  (plus:c @0 (bit_and@2 @0 integer_onep@1))
304  (if (single_use (@2))
305   (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1))))
307 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
308 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
309 (for bitop (bit_and bit_ior)
310  (simplify
311   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:c@2 @0 @1)))
312    (if (single_use (@2))
313     (bitop @0 (bit_not @1)))))
315 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
316 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
317 (for bitop (bit_and bit_ior)
318      rbitop (bit_ior bit_and)
319  (simplify
320   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
321   (bitop @1 @2)))
323 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
324 (simplify
325  (bit_xor:c (bit_and@2 @0 @1) (bit_ior@3 @0 @1))
326   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
327    (bit_xor @0 @1)))
329 (simplify
330  (abs (negate @0))
331  (abs @0))
332 (simplify
333  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
334  @0)
337 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
338    when profitable.
339    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
340    binary operation result instead of to the operands.  This allows
341    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
342    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
343 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
344  (simplify
345   (bitop (convert @0) (convert? @1))
346   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
347          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
348          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
349         || types_match (@0, @1))
350        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
351           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
352           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
353           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
354           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
355        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
356        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
357               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
358            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
359            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
360               mode.  */
361            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
362            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
363               of its mode.  */
364            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
365    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
367 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
368 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
369  (simplify
370   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
371   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
373 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
374 (simplify
375   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
376   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
378 /* Combine successive equal operations with constants.  */
379 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
380  (simplify
381   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
382   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
384 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
385    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
386 (match truth_valued_p
387  @0
388  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
389 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
390  (match truth_valued_p
391   (op @0 @1)))
392 (match truth_valued_p
393   (truth_not @0))
395 (match (logical_inverted_value @0)
396  (bit_not truth_valued_p@0))
397 (match (logical_inverted_value @0)
398  (eq @0 integer_zerop))
399 (match (logical_inverted_value @0)
400  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
401 (match (logical_inverted_value @0)
402  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
404 /* X & !X -> 0.  */
405 (simplify
406  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
407  { build_zero_cst (type); })
408 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
409 (for op (bit_ior bit_xor)
410  (simplify
411   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
412   { constant_boolean_node (true, type); }))
414 (for bitop (bit_and bit_ior)
415      rbitop (bit_ior bit_and)
416   /* (x | y) & x -> x */
417   /* (x & y) | x -> x */
418  (simplify
419   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
420   @0)
421  /* (~x | y) & x -> x & y */
422  /* (~x & y) | x -> x | y */
423  (simplify
424   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
425   (bitop @0 @1)))
427 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
428    then try to simplify:
430    (~X & Y) -> X < Y
431    (X & ~Y) -> Y < X
432    (~X | Y) -> X <= Y
433    (X | ~Y) -> Y <= X
435    But only do this if our result feeds into a comparison as
436    this transformation is not always a win, particularly on
437    targets with and-not instructions.
438    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
439 (simplify
440   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
441   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
442        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
443    (lt @0 @1)))
444 (simplify
445   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
446   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
447        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
448    (le @0 @1)))
450 /* ~~x -> x */
451 (simplify
452   (bit_not (bit_not @0))
453   @0)
455 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
456 (simplify
457   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
458   (if (single_use (@3) && single_use (@4))
459    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
462 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
463 (simplify
464   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
465   (if (single_use (@2))
466    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
468 /* Pattern match
469      tem1 = (long) ptr1;
470      tem2 = (long) ptr2;
471      tem3 = tem2 - tem1;
472      tem4 = (unsigned long) tem3;
473      tem5 = ptr1 + tem4;
474    and produce
475      tem5 = ptr2;  */
476 (simplify
477   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
478   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
479   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
480        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
481             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
482    @1))
484 /* Pattern match
485      tem = (sizetype) ptr;
486      tem = tem & algn;
487      tem = -tem;
488      ... = ptr p+ tem;
489    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
490      ... = ptr & ~algn;  */
491 (simplify
492   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
493   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
494    (bit_and @0 { algn; })))
497 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
498 (if (!TYPE_SATURATING (type))
500  /* Contract negates.  */
501  /* A + (-B) -> A - B */
502  (simplify
503   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
504   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
505   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
506        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
507        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
508    (minus (convert @0) (convert @1))))
509  /* A - (-B) -> A + B */
510  (simplify
511   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
512   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
513        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
514        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
515    (plus (convert @0) (convert @1))))
516  /* -(-A) -> A */
517  (simplify
518   (negate (convert? (negate @1)))
519   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
520        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
521    (convert @1)))
523  /* We can't reassociate floating-point or fixed-point plus or minus
524     because of saturation to +-Inf.  */
525  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
527   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
528      irrespective of overflow issues.  */
529   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
530   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
531   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
532   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
533   (simplify
534     (minus (plus:c @0 @1) @0)
535     @1)
536   (simplify
537     (minus (minus @0 @1) @0)
538     (negate @1))
539   (simplify
540     (plus:c (minus @0 @1) @1)
541     @0)
542   (simplify
543    (minus @0 (plus:c @0 @1))
544    (negate @1))
545   (simplify
546    (minus @0 (minus @0 @1))
547    @1)
549   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
550   (for outer_op (plus minus)
551    (for inner_op (plus minus)
552     (simplify
553      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
554      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
555         as we would introduce undefined overflow, for example
556         with (a - 1) + INT_MIN.  */
557      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
558                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
559       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
560        (inner_op @0 { cst; } ))))))
562   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
563   (for outer_op (plus minus)
564    (simplify
565     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
566     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
567      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
568       (minus { cst; } @0)))))
570   /* ~A + A -> -1 */
571   (simplify
572    (plus:c (bit_not @0) @0)
573    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
574     { build_all_ones_cst (type); }))
576   /* ~A + 1 -> -A */
577   (simplify
578    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
579    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
580     (negate (convert @0))))
582   /* -A - 1 -> ~A */
583   (simplify
584    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
585    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
586         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
587     (bit_not (convert @0))))
589   /* -1 - A -> ~A */
590   (simplify
591    (minus integer_all_onesp @0)
592    (bit_not @0))
594   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
595   (for add (plus pointer_plus)
596    (simplify
597     (minus (convert (add @0 @1))
598      (convert @0))
599     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
600          /* For integer types, if A has a smaller type
601             than T the result depends on the possible
602             overflow in P + A.
603             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
604             However, if an overflow in P + A would cause
605             undefined behavior, we can assume that there
606             is no overflow.  */
607          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
608              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
609          /* For pointer types, if the conversion of A to the
610             final type requires a sign- or zero-extension,
611             then we have to punt - it is not defined which
612             one is correct.  */
613          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
614              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
615              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
616      (convert @1))))))
619 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
621 (for minmax (min max)
622  (simplify
623   (minmax @0 @0)
624   @0))
625 (simplify
626  (min @0 @1)
627  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
628       && TYPE_MIN_VALUE (type)
629       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
630   @1))
631 (simplify
632  (max @0 @1)
633  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
634       && TYPE_MAX_VALUE (type)
635       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
636   @1))
639 /* Simplifications of shift and rotates.  */
641 (for rotate (lrotate rrotate)
642  (simplify
643   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
644   @0))
646 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
647 (simplify
648  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
649  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
650       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
651   @0))
653 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
654  (simplify
655   (shiftrotate @0 integer_zerop)
656   (non_lvalue @0))
657  (simplify
658   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
659   @0)
660  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
661     if vector2 is uniform.  */
662  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
663   (simplify
664    (shiftrotate @0 vec@1)
665    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
666     (if (tem)
667      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
669 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
670    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
671 (simplify
672  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
673  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
674                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
675                                            element_precision (type)), @1); }))
677 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
678    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
679 (for cmp (ne eq)
680      icmp (eq ne)
681  (simplify
682   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
683   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
685 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
686    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
687    if CST2 != 0.  */
688 (for cmp (ne eq)
689  (simplify
690   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
691   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
692    (if (cand < 0
693         || (!integer_zerop (@2)
694             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
695     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
696    (if (!integer_zerop (@2)
697         && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
698     (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); })))))
700 /* Simplifications of conversions.  */
702 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
703 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
704  (simplify
705   (cvt @0)
706   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
707        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
708    @0)))
710 /* Contract view-conversions.  */
711 (simplify
712   (view_convert (view_convert @0))
713   (view_convert @0))
715 /* For integral conversions with the same precision or pointer
716    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
717 (simplify
718   (view_convert @0)
719   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
720        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
721        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
722    (convert @0)))
724 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
725 (simplify
726   (view_convert (convert@0 @1))
727   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
728        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
729        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
730        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
731    (view_convert @1)))
733 /* Re-association barriers around constants and other re-association
734    barriers can be removed.  */
735 (simplify
736  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
737  @0)
738 (simplify
739  (paren (paren@1 @0))
740  @1)
742 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
743 (for ocvt (convert float fix_trunc)
744  (for icvt (convert float)
745   (simplify
746    (ocvt (icvt@1 @0))
747    (with
748     {
749       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
750       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
751       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
752       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
753       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
754       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
755       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
756       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
757       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
758       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
759       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
760       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
761       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
762       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
763       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
764       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
765       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
766       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
767       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
768       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
769     }
770    /* In addition to the cases of two conversions in a row
771       handled below, if we are converting something to its own
772       type via an object of identical or wider precision, neither
773       conversion is needed.  */
774    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
775          || (GENERIC
776              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
777         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
778             || (inter_float && final_float))
779         && inter_prec >= final_prec)
780     (ocvt @0))
782    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
783       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
784       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
785       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
786       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
787       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
788    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
789         && (final_int || final_float)
790         && inter_prec >= inside_prec
791         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
792         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
793               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
794     (ocvt @0))
796    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
797       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
798       final conversion does not change precision we can drop the
799       intermediate conversion.  */
800    (if (inside_int && inter_int && final_int
801         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
802              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
803             || final_prec == inter_prec))
804     (ocvt @0))
806    /* Two conversions in a row are not needed unless:
807         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
808         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
809         - the intermediate type is narrower than both initial and
810           final, or
811         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
812           and the outermost type is wider than the intermediate, or
813         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
814           intermediate and final types differ, or
815         - the final type is a pointer type and the precisions of the
816           initial and intermediate types differ.  */
817    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
818         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
819         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
820         && ! (inside_int && inter_int
821               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
822               && inter_prec < final_prec)
823         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
824             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
825         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
826         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
827         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
828               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
829     (ocvt @0))
831    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
832       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
833    (if (final_int && inter_int && inside_int
834         && final_prec == inside_prec
835         && final_prec > inter_prec
836         && inter_unsignedp)
837     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
838                              (inside_type,
839                               wi::mask (inter_prec, false,
840                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
842    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
843       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
844       floating-point conversion.  */
845    (if (GIMPLE /* PR66211 */
846         && inside_int && inter_float && final_int &&
847         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
848         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
849     (convert @0))))))
851 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
852    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
853    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
854 (simplify
855   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
856   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
857        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
858        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
859        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
860                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
861    (convert @0)))
864 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
865 (simplify
866   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
867   /* Look through a sign-changing conversion.  */
868   (convert @0))
870 /* Canonicalization of binary operations.  */
872 /* Convert X + -C into X - C.  */
873 (simplify
874  (plus @0 REAL_CST@1)
875  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
876   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
877    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
878     (minus @0 { tem; })))))
880 /* Convert x+x into x*2.0.  */
881 (simplify
882  (plus @0 @0)
883  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
884   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
886 (simplify
887  (minus integer_zerop @1)
888  (negate @1))
890 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
891    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
892    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
893 (simplify
894  (minus real_zerop@0 @1)
895  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
896   (negate @1)))
898 /* Transform x * -1 into -x.  */
899 (simplify
900  (mult @0 integer_minus_onep)
901  (negate @0))
903 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
904 (simplify
905  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
906  @0)
907 (simplify
908  (realpart (complex @0 @1))
909  @0)
910 (simplify
911  (imagpart (complex @0 @1))
912  @1)
915 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
916 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
917  (simplify
918   (bswap (bswap @0))
919   @0)
920  (simplify
921   (bswap (bit_not (bswap @0)))
922   (bit_not @0))
923  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
924   (simplify
925    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
926    (bitop @0 (bswap @1)))))
929 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
931 /* Simplify constant conditions.
932    Only optimize constant conditions when the selected branch
933    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
934    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
935    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
936    this one as we depend on doing this transform before possibly
937    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
938    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
939    genmatch cannot handle.  */
940 (simplify
941  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
942  (if (integer_zerop (@0)
943       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
944           || VOID_TYPE_P (type)))
945   @2)
946  (if (!integer_zerop (@0)
947       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
948           || VOID_TYPE_P (type)))
949   @1))
950 (simplify
951  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
952  (if (integer_all_onesp (@0))
953   @1)
954  (if (integer_zerop (@0))
955   @2))
957 (for cnd (cond vec_cond)
958  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
959  (simplify
960   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
961   (cnd @0 @1 @3))
962  (simplify
963   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
964   (cnd @0 @1 @3))
966  /* A ? B : B -> B.  */
967  (simplify
968   (cnd @0 @1 @1)
969   @1)
971  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
972  (simplify
973   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
974   (cnd @0 @2 @1)))
977 /* Simplifications of comparisons.  */
979 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
980    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
981    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
982    that with expression code iteration.  */
983 (for cmp (tcc_comparison)
984      icmp (inverted_tcc_comparison)
985      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
986  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
987     and handle some more cases by using
988       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
989     here but for that genmatch would need to "inline" that.
990     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
991  (simplify
992   (bit_not (cmp @0 @1))
993   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
994        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
995    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
996       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
997       a computed operator in the replacement tree thus we have
998       to play the trick below.  */
999    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1000              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1001     (if (ic == icmp)
1002      (icmp @0 @1))
1003     (if (ic == ncmp)
1004      (ncmp @0 @1)))))
1005  (simplify
1006   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1007   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1008             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1009    (if (ic == icmp)
1010     (icmp @0 @1))
1011    (if (ic == ncmp)
1012     (ncmp @0 @1)))))
1014 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1015 (simplify
1016  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1017  (if (types_match (@0, @1))
1018   (unordered @0 @1)))
1019 (simplify
1020  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1021  (if (types_match (@0, @1))
1022   (ordered @0 @1)))
1023 (simplify
1024  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1025  @2)
1026 (simplify
1027  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1028  @2)
1030 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1031 (for cmp (tcc_comparison)
1032      scmp (swapped_tcc_comparison)
1033  (simplify
1034   (cmp (negate @0) (negate @1))
1035   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1036        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1037            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1038    (scmp @0 @1)))
1039  (simplify
1040   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1041   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1042        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1043            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1044    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1045     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1046      (scmp @0 { tem; }))))))
1048 /* Simplification of math builtins.  */
1050 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
1051 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
1052 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
1053 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
1054 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
1055 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
1056 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
1057 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
1058 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
1059 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
1062 /* fold_builtin_logarithm */
1063 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1064  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
1065  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1066       exps (EXP EXP2 EXP10)
1067   (simplify
1068    (logs (exps @0))
1069     @0))
1070  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
1071     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
1072     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
1073  (for logs (LOG LOG LOG LOG
1074             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
1075             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
1076       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
1077   (simplify
1078    (logs (exps @0))
1079    (with {
1080      tree x;
1081      switch (exps)
1082        {
1083        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
1084          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
1085          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1086                                                     dconst_e ()));
1087          break;
1088        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1089          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1090          x = build_real (type, dconst2);
1091          break;
1092        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1093        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1094          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1095          {
1096            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1097            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1098            x = build_real (type, dconst10);
1099          }
1100          break;
1101        }
1102      }
1103     (mult (logs { x; }) @0))))
1104  (for logs (LOG LOG
1105             LOG2 LOG2
1106             LOG10 LOG10)
1107       exps (SQRT CBRT)
1108   (simplify
1109    (logs (exps @0))
1110    (with {
1111      tree x;
1112      switch (exps)
1113        {
1114        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1115          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1116          x = build_real (type, dconsthalf);
1117          break;
1118        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1119          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1120          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1121                                                     dconst_third ()));
1122          break;
1123        }
1124      }
1125     (mult { x; } (logs @0)))))
1126  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1127  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1128       pows (POW)
1129   (simplify
1130    (logs (pows @0 @1))
1131    (mult @1 (logs @0)))))
1133 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1135    These are conceptually similar to the transformations performed for
1136    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1137    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1139 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1140    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1141    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1142    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1143    operation and convert the result to the desired type.  */
1144 (for op (plus minus)
1145   (simplify
1146     (convert (op@4 (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1147     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1148          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1149             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1150          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1151          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1152          /* The precision of the type of each operand must match the
1153             precision of the mode of each operand, similarly for the
1154             result.  */
1155          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1156              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1157          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1158              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1159          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1160          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1161          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1162          && types_match (@0, @1)
1163          && types_match (@0, type)
1164          && single_use (@4))
1165       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1166         (convert (op @0 @1)))
1167       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1168         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1170 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1171    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1172    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1173    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1174    arithmetic operation.  */
1175 (for op (minus plus)
1176   (simplify
1177     (bit_and (op@5 (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1178     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1179          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1180             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1181          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1182          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1183          /* The precision of the type of each operand must match the
1184             precision of the mode of each operand, similarly for the
1185             result.  */
1186          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1187              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1188          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1189              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1190          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1191          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1192          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1193          && types_match (@0, @1)
1194          && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
1195              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1196          && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1197              || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0)
1198          && single_use (@5))
1199       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1200         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1201           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1202       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1203         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1204                           (convert:utype @4)))))))