match.pd: Add bitwise and pattern [PR106243]
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / match.pd
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.cc
3    and generic-match.cc from it.
4
5    Copyright (C) 2014-2022 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
8
9 This file is part of GCC.
10
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.
15
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.
20
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/>.  */
24
25
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p
41    expand_vec_cmp_expr_p
42    bitmask_inv_cst_vector_p)
43
44 /* Operator lists.  */
45 (define_operator_list tcc_comparison
46   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
48   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
50   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
51 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
52   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
53 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
54 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
55
56 #include "cfn-operators.pd"
57
58 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
59    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
60    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
61
62    Also define operand lists:
63
64      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
65      X<FN> for all double functions, in the same order
66      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
67 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
68   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
69                                  BUILT_IN_L##FN##F \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
71   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
72                               BUILT_IN_L##FN \
73                               BUILT_IN_LL##FN) \
74   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
75                                  BUILT_IN_L##FN##L \
76                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
77
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
80 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
81 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
82
83 /* Unary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
84 (define_operator_list UNCOND_UNARY
85   negate)
86 (define_operator_list COND_UNARY
87   IFN_COND_NEG)
88
89 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
90 (define_operator_list UNCOND_BINARY
91   plus minus
92   mult trunc_div trunc_mod rdiv
93   min max
94   IFN_FMIN IFN_FMAX
95   bit_and bit_ior bit_xor
96   lshift rshift)
97 (define_operator_list COND_BINARY
98   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
99   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
100   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
101   IFN_COND_FMIN IFN_COND_FMAX
102   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
103   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
104
105 /* Same for ternary operations.  */
106 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
107   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
108 (define_operator_list COND_TERNARY
109   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
110
111 /* __atomic_fetch_or_*, __atomic_fetch_xor_*, __atomic_xor_fetch_*  */
112 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N
113   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_2
114   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_8
115   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_16
116   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_2
117   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_8
118   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_16
119   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_1 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_2
120   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_4 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_8
121   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_16)
122 /* __sync_fetch_and_or_*, __sync_fetch_and_xor_*, __sync_xor_and_fetch_*  */
123 (define_operator_list SYNC_FETCH_OR_XOR_N
124   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_2
125   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_8
126   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_16
127   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_2
128   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_8
129   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_16
130   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_1 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_2
131   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_4 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_8
132   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_16)
133 /* __atomic_fetch_and_*.  */
134 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_AND_N
135   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_2
136   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_8
137   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_16)
138 /* __sync_fetch_and_and_*.  */
139 (define_operator_list SYNC_FETCH_AND_AND_N
140   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_2
141   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_8
142   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_16)
143
144 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
145    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
146 (match (nop_convert @0)
147  (convert @0)
148  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
149 (match (nop_convert @0)
150  (view_convert @0)
151  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
152       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
153                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
154       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
155
156 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
157    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
158    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
159 (simplify (abs (convert @0))
160  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
161       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
162       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
163   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
164    (convert (absu:utype @0)))))
165
166 #if GIMPLE
167 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
168 (simplify
169  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
170  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
171       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
172       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
173   (abs @0)))
174 #endif
175
176 /* Simplifications of operations with one constant operand and
177    simplifications to constants or single values.  */
178
179 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
180   (simplify
181     (op @0 integer_zerop)
182     (non_lvalue @0)))
183
184 /* 0 +p index -> (type)index */
185 (simplify
186  (pointer_plus integer_zerop @1)
187  (non_lvalue (convert @1)))
188
189 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
190 (simplify
191  (pointer_diff @0 integer_zerop)
192  (convert @0))
193
194 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
195    Likewise if the operands are reversed.  */
196 (simplify
197  (plus:c @0 real_zerop@1)
198  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 0))
199   (non_lvalue @0)))
200
201 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
202 (simplify
203  (minus @0 real_zerop@1)
204  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 1))
205   (non_lvalue @0)))
206
207 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
208    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
209    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
210    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
211    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
212    would not raise it.   */
213 (for inner_op (plus minus)
214  (for outer_op (plus minus)
215   (simplify
216    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
217     (if (real_zerop (@1)
218          && real_zerop (@2)
219          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
220      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
221                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
222              bool outer_plus
223                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
224                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
225       (if (outer_plus && !inner_plus)
226        (outer_op @0 @2)
227        @3))))))
228
229 /* Simplify x - x.
230    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
231    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
232    PR middle-end/98420: x - x may be -0.0 with FE_DOWNWARD.
233    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
234    is volatile.  */
235 (simplify
236  (minus @0 @0)
237  (if (!FLOAT_TYPE_P (type)
238       || (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
239           && !tree_expr_maybe_infinite_p (@0)
240           && (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
241               || !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))))
242   { build_zero_cst (type); }))
243 (simplify
244  (pointer_diff @@0 @0)
245  { build_zero_cst (type); })
246
247 (simplify
248  (mult @0 integer_zerop@1)
249  @1)
250
251 /* -x == x -> x == 0 */
252 (for cmp (eq ne)
253  (simplify
254   (cmp:c @0 (negate @0))
255    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
256         && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE(@0)))
257     (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE(@0)); }))))
258
259 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
260    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
261    same in modes with signed zeros, since multiplying a
262    negative value by 0 gives -0, not +0.  Nor when x is +-Inf,
263    since x * 0 is NaN.  */
264 (simplify
265  (mult @0 real_zerop@1)
266  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
267       && (!HONOR_NANS (type) || !tree_expr_maybe_infinite_p (@0))
268       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0)))
269   @1))
270
271 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
272    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
273 (simplify
274  (mult @0 real_onep)
275  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
276       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
277           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
278   (non_lvalue @0)))
279
280 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
281 (simplify
282  (mult @0 real_minus_onep)
283   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
284        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
285            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
286    (negate @0)))
287
288 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
289    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
290 (simplify
291  (mult @0 VECTOR_CST@1)
292  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
293       && !HONOR_SNANS (type)
294       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
295   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
296    (if (itype
297         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
298             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
299                 && optab_handler (and_optab,
300                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
301     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
302                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
303
304 (for cmp (gt ge lt le)
305      outp (convert convert negate negate)
306      outn (negate negate convert convert)
307  /* Transform X * (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
308  /* Transform X * (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
309  /* Transform X * (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
310  /* Transform X * (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
311  (simplify
312   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep))
313   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
314    (outp (abs @0))))
315  /* Transform X * (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
316  /* Transform X * (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
317  /* Transform X * (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
318  /* Transform X * (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
319  (simplify
320   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1))
321   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
322    (outn (abs @0)))))
323
324 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
325 (simplify
326  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
327  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
328   (abs @0)))
329
330 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
331 (simplify
332  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
333  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
334   (negate (abs @0))))
335
336 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
337 (simplify
338  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
339  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
340   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
341
342 /* (x >= 0 ? x : 0) + (x <= 0 ? -x : 0) -> abs x.  */
343 (simplify
344   (plus:c (max @0 integer_zerop) (max (negate @0) integer_zerop))
345   (abs @0))
346
347 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
348 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
349   (simplify
350     (op @0 integer_onep)
351     (non_lvalue @0)))
352
353 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
354    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
355    toward zero.
356    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
357    Also also widening conversions, like:
358    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
359    or
360    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
361    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
362    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
363    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
364    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
365 (simplify
366  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
367  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
368       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
369           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
370           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
371       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
372           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
373               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
374                   || (element_precision (type)
375                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
376                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
377                       && (tree_nonzero_bits (@0)
378                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
379                                       true,
380                                       element_precision (type))) == 0)))))
381    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
382         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
383         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
384     (convert (rshift @3 @2))
385     (rshift @0 @2))))
386
387 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
388    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
389    traps enables better optimizations than these anyway.  */
390 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
391  /* 0 / X is always zero.  */
392  (simplify
393   (div integer_zerop@0 @1)
394   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
395   (if (!integer_zerop (@1))
396    @0))
397  /* X / -1 is -X.  */
398  (simplify
399   (div @0 integer_minus_onep@1)
400   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
401    (negate @0)))
402  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
403  (simplify
404   (div @0 SSA_NAME@1)
405   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
406        && ssa_name_has_boolean_range (@1)
407        && !flag_non_call_exceptions)
408    @0))
409  /* X / X is one.  */
410  (simplify
411   (div @0 @0)
412   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
413      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
414   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type))
415        && !integer_zerop (@0)
416        && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
417    { build_one_cst (type); }))
418  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
419  (simplify
420    (div:C @0 (abs @0))
421    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
422         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
423         && !integer_zerop (@0)
424         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
425     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
426           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
427  /* X / -X is -1.  */
428  (simplify
429    (div:C @0 (negate @0))
430    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
431         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
432         && !integer_zerop (@0)
433         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
434     { build_minus_one_cst (type); })))
435
436 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
437    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  Similarly
438    for MOD instead of DIV.  */
439 (for floor_divmod (floor_div floor_mod)
440      trunc_divmod (trunc_div trunc_mod)
441  (simplify
442   (floor_divmod @0 @1)
443   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
444        && TYPE_UNSIGNED (type))
445    (trunc_divmod @0 @1))))
446
447 /* 1 / X -> X == 1 for unsigned integer X.
448    1 / X -> X >= -1 && X <= 1 ? X : 0 for signed integer X.
449    But not for 1 / 0 so that we can get proper warnings and errors,
450    and not for 1-bit integers as they are edge cases better handled
451    elsewhere.  */
452 (simplify
453  (trunc_div integer_onep@0 @1)
454  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
455       && TYPE_PRECISION (type) > 1
456       && !integer_zerop (@1)
457       && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@1)))
458   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
459    (convert (eq:boolean_type_node @1 { build_one_cst (type); }))
460    (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
461     (cond (le (plus (convert:utype @1) { build_one_cst (utype); })
462               { build_int_cst (utype, 2); })
463      @1 { build_zero_cst (type); })))))
464
465 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
466    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
467 (for div (trunc_div exact_div)
468  (simplify
469   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
470   (with {
471     wi::overflow_type overflow;
472     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
473                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
474    }
475    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
476         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
477     (if (!overflow)
478      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
479      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
480           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
481       { build_zero_cst (type); }))))))
482
483 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
484    overflow is different.  */
485 (simplify
486  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
487  (with {
488    wi::overflow_type overflow;
489    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
490                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
491   }
492   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
493      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
494   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
495    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
496
497 /* Similar to above, but there could be an extra add/sub between
498    successive multuiplications.  */
499 (simplify
500  (mult (plus:s (mult:s@4 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
501  (with {
502    bool overflowed = true;
503    wi::overflow_type ovf1, ovf2;
504    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@3),
505                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
506    wide_int add = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@3),
507                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
508   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
509     {
510 #if GIMPLE
511       value_range vr0;
512       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
513           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @4)
514           && vr0.kind () == VR_RANGE)
515         {
516           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
517           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
518           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
519           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
520           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
521             {
522               wi::add (wmin0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
523               wi::add (wmax0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
524               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
525                 overflowed = false;
526             }
527         }
528 #endif
529     }
530   else
531    overflowed = false;
532  }
533   /* Skip folding on overflow.  */
534   (if (!overflowed)
535    (plus (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
536          { wide_int_to_tree (type, add); }))))
537
538 /* Similar to above, but a multiplication between successive additions.  */
539 (simplify
540  (plus (mult:s (plus:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
541  (with {
542    bool overflowed = true;
543    wi::overflow_type ovf1;
544    wi::overflow_type ovf2;
545    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
546                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
547    wide_int add = wi::add (mul, wi::to_wide (@3),
548                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
549   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
550     {
551 #if GIMPLE
552       value_range vr0;
553       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
554           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
555           && vr0.kind () == VR_RANGE)
556         {
557           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
558           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
559           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
560           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
561           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
562             {
563               wi::add (wmin0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
564               wi::add (wmax0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
565               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
566                 overflowed = false;
567             }
568         }
569 #endif
570     }
571   else
572    overflowed = false;
573  }
574   /* Skip folding on overflow.  */
575   (if (!overflowed)
576    (plus (mult @0 @2) { wide_int_to_tree (type, add); }))))
577
578 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
579    NaNs or Infinities.  */
580 (simplify
581  (rdiv @0 @0)
582  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
583       && ! HONOR_NANS (type)
584       && ! HONOR_INFINITIES (type))
585   { build_one_cst (type); }))
586
587 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
588    NaNs or Infinities.  */
589 (simplify
590  (rdiv:C @0 (negate @0))
591  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
592       && ! HONOR_NANS (type)
593       && ! HONOR_INFINITIES (type))
594   { build_minus_one_cst (type); }))
595
596 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
597 (simplify
598  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
599   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
600        && ! HONOR_NANS (type)
601        && ! HONOR_INFINITIES (type))
602    (switch
603     (if (types_match (type, float_type_node))
604      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
605     (if (types_match (type, double_type_node))
606      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
607     (if (types_match (type, long_double_type_node))
608      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
609
610 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
611 (simplify
612  (rdiv @0 real_onep)
613  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
614   (non_lvalue @0)))
615
616 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
617 (simplify
618  (rdiv @0 real_minus_onep)
619  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
620   (negate @0)))
621
622 (if (flag_reciprocal_math)
623  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
624  (simplify
625   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
626   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
627
628  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
629  (simplify
630   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
631   (with
632    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
633    (if (tem)
634     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
635
636  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
637  (simplify
638   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
639    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
640
641 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
642 (simplify
643  (rdiv @0 (negate @1))
644  (rdiv (negate @0) @1))
645
646 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
647  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
648     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
649  (for op (lt le gt ge)
650       neg_op (gt ge lt le)
651   (simplify
652    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
653    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
654     (switch
655      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
656       (op @1 @2))
657      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
658      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
659       (neg_op @1 @2)))))))
660
661 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
662 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
663  (simplify
664   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
665   (if (integer_pow2p (@2)
666        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
667        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
668        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
669    (rshift (convert @0)
670            { build_int_cst (integer_type_node,
671                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
672
673 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
674    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
675    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
676    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
677    tell if it is or not in a portable manner.  */
678 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
679  (simplify
680   (rdiv @0 cst@1)
681   (if (optimize)
682    (if (flag_reciprocal_math
683         && !real_zerop (@1))
684     (with
685      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
686      (if (tem)
687       (mult @0 { tem; } )))
688     (if (cst != COMPLEX_CST)
689      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
690       (if (inverse)
691        (mult @0 { inverse; } ))))))))
692
693 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
694  /* 0 % X is always zero.  */
695  (simplify
696   (mod integer_zerop@0 @1)
697   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
698   (if (!integer_zerop (@1))
699    @0))
700  /* X % 1 is always zero.  */
701  (simplify
702   (mod @0 integer_onep)
703   { build_zero_cst (type); })
704  /* X % -1 is zero.  */
705  (simplify
706   (mod @0 integer_minus_onep@1)
707   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
708    { build_zero_cst (type); }))
709  /* X % X is zero.  */
710  (simplify
711   (mod @0 @0)
712   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
713   (if (!integer_zerop (@0))
714    { build_zero_cst (type); }))
715  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
716  (simplify
717   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
718   @2)
719  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
720  (simplify
721   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
722   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
723        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
724        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
725                              TYPE_SIGN (type)))
726    { build_zero_cst (type); }))
727  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
728     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
729  (for cmp (eq ne)
730   (simplify
731    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
732    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
733     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
734      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
735
736 /* X % -C is the same as X % C.  */
737 (simplify
738  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
739   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
740        && !TREE_OVERFLOW (@1)
741        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
742        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
743        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
744        && !sign_bit_p (@1, @1))
745    (trunc_mod @0 (negate @1))))
746
747 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
748 (simplify
749  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
750  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
751       && !TYPE_UNSIGNED (type)
752       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
753       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
754       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
755          Y might be -1, because we would then change valid
756          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
757       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
758           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
759                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
760   (trunc_mod @0 (convert @1))))
761
762 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
763 (simplify
764  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
765  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
766   (convert (trunc_mod @0 @1))))
767
768 /* x * (1 + y / x) - y -> x - y % x */
769 (simplify
770  (minus (mult:cs @0 (plus:s (trunc_div:s @1 @0) integer_onep)) @1)
771  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
772   (minus @0 (trunc_mod @1 @0))))
773
774 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
775    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
776    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
777    to A & ((C << N) - 1).
778    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
779    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
780    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
781    be UB.  */
782 (match (power_of_two_cand @1)
783  INTEGER_CST@1)
784 (match (power_of_two_cand @1)
785  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
786 (for mod (trunc_mod floor_mod)
787  (for shift (lshift rshift)
788   (simplify
789    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
790    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
791     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
792                                                       1); }))))))
793  (simplify
794   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
795   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
796        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
797           conversion from narrower signed to wider unsigned type
798           where if @1 would be negative power of two, the divisor
799           would not be a power of two.  */
800        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
801        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
802        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
803            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
804            || !TYPE_UNSIGNED (type))
805        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
806    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
807            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
808              utype = unsigned_type_for (utype); }
809     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
810                                 { build_one_cst (utype); })))))))
811
812 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
813 (simplify
814  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
815  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
816   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
817                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
818                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
819                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
820
821 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
822 (simplify
823  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
824  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
825   (bit_and @0 (negate @1))))
826
827 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
828 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
829  (simplify
830   (div (mult:c @0 @1) @1)
831   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
832    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
833     @0
834 #if GIMPLE
835     (with
836      {
837        bool overflowed = true;
838        value_range vr0, vr1;
839        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
840            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
841            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
842            && vr0.kind () == VR_RANGE
843            && vr1.kind () == VR_RANGE)
844          {
845            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
846            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
847            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
848            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
849            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
850               it can be optimized too.  */
851            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
852            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
853            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
854            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
855              {
856                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
857                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
858                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
859                  overflowed = false;
860              }
861          }
862      }
863     (if (!overflowed)
864      @0))
865 #endif
866    ))))
867
868 (for op (negate abs)
869  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
870  (for coss (COS COSH)
871   (simplify
872    (coss (op @0))
873     (coss @0)))
874  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
875  (for pows (POW)
876   (simplify
877    (pows (op @0) REAL_CST@1)
878    (with { HOST_WIDE_INT n; }
879     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
880      (pows @0 @1)))))
881  /* Likewise for powi.  */
882  (for pows (POWI)
883   (simplify
884    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
885    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
886     (pows @0 @1))))
887  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
888  (for hypots (HYPOT)
889   (simplify
890    (hypots (op @0) @1)
891    (hypots @0 @1))
892   (simplify
893    (hypots @0 (op @1))
894    (hypots @0 @1)))
895  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
896  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
897   (simplify
898    (copysigns (op @0) @1)
899    (copysigns @0 @1))))
900
901 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
902 (simplify
903  (mult (abs@1 @0) @1)
904  (mult @0 @0))
905
906 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
907 (simplify
908  (mult (absu@1 @0) @1)
909  (mult (convert@2 @0) @2))
910
911 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
912 (for coss (COS COSH)
913      copysigns (COPYSIGN)
914  (simplify
915   (coss (copysigns @0 @1))
916    (coss @0)))
917
918 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
919 (for pows (POW)
920      copysigns (COPYSIGN)
921  (simplify
922   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
923   (with { HOST_WIDE_INT n; }
924    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
925     (pows @0 @1)))))
926 /* Likewise for powi.  */
927 (for pows (POWI)
928      copysigns (COPYSIGN)
929  (simplify
930   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
931   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
932    (pows @0 @1))))
933
934 (for hypots (HYPOT)
935      copysigns (COPYSIGN)
936  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
937  (simplify
938   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
939   (hypots @0 @2))
940  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
941  (simplify
942   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
943   (hypots @0 @1)))
944
945 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
946 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
947  (simplify
948   (copysigns @0 REAL_CST@1)
949   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
950    (negate (abs @0))
951    (abs @0))))
952
953 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
954 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
955  (simplify
956   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
957   (copysigns @0 @2)))
958
959 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
960 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
961  (simplify
962   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
963   (mult @0 @0)))
964
965 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
966 (for ccoss (CCOS CCOSH)
967  (simplify
968   (ccoss (negate @0))
969    (ccoss @0)))
970
971 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
972 (for ops (conj negate)
973  (for cabss (CABS)
974   (simplify
975    (cabss (ops @0))
976    (cabss @0))))
977
978 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
979 (simplify
980  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
981   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
982        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
983    (lshift @0 @2)))
984
985 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
986    into ((1 << C) >> x). */
987 (simplify
988  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
989   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
990        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
991        && single_use (@1))
992    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
993      (rshift (lshift @0 @2) @3)
994    (with
995     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
996     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
997
998 /* Fold ((type)(a<0)) << SIGNBITOFA into ((type)a) & signbit. */
999 (simplify
1000  (lshift (convert (lt @0 integer_zerop@1)) INTEGER_CST@2)
1001  (if (TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == SIGNED
1002       && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) - 1))
1003   (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type)); }
1004    (bit_and (convert @0)
1005             { wide_int_to_tree (type,
1006                                 wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2))); }))))
1007
1008 /* Fold (-x >> C) into -(x > 0) where C = precision(type) - 1.  */
1009 (for cst (INTEGER_CST VECTOR_CST)
1010  (simplify
1011   (rshift (negate:s @0) cst@1)
1012    (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1013         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1014     (with { tree stype = TREE_TYPE (@1);
1015             tree bt = truth_type_for (type);
1016             tree zeros = build_zero_cst (type);
1017             tree cst = NULL_TREE; }
1018      (switch
1019       /* Handle scalar case.  */
1020       (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1021            /* If we apply the rule to the scalar type before vectorization
1022               we will enforce the result of the comparison being a bool
1023               which will require an extra AND on the result that will be
1024               indistinguishable from when the user did actually want 0
1025               or 1 as the result so it can't be removed.  */
1026            && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
1027            && wi::eq_p (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (type) - 1))
1028        (negate (convert (gt @0 { zeros; }))))
1029       /* Handle vector case.  */
1030       (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
1031            /* First check whether the target has the same mode for vector
1032               comparison results as it's operands do.  */
1033            && TYPE_MODE (bt) == TYPE_MODE (type)
1034            /* Then check to see if the target is able to expand the comparison
1035               with the given type later on, otherwise we may ICE.  */
1036            && expand_vec_cmp_expr_p (type, bt, GT_EXPR)
1037            && (cst = uniform_integer_cst_p (@1)) != NULL
1038            && wi::eq_p (wi::to_wide (cst), element_precision (type) - 1))
1039        (view_convert (gt:bt @0 { zeros; }))))))))
1040
1041 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
1042 (simplify
1043  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1044   (if (flag_associative_math
1045        && single_use (@3))
1046    (with
1047     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
1048     (if (tem)
1049      (rdiv { tem; } @1)))))
1050
1051 /* Simplify ~X & X as zero.  */
1052 (simplify
1053  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1054   { build_zero_cst (type); })
1055
1056 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
1057 (simplify
1058   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
1059   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1060     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
1061
1062 (for bitop (bit_and bit_ior)
1063      cmp (eq ne)
1064  /* PR35691: Transform
1065     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
1066     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
1067  (simplify
1068   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
1069    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1070         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1071         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1072     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
1073  /* Transform:
1074     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
1075     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
1076  (simplify
1077   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
1078    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1079         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1080         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1081     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
1082
1083 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
1084 (simplify
1085  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
1086   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
1087 (simplify
1088  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
1089  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1090   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
1091
1092 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
1093 (simplify
1094  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
1095   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
1096
1097 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
1098 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1099  (simplify
1100   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
1101    (bit_xor @0 @1))
1102  (simplify
1103   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
1104   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1105    (bit_xor @0 @1))))
1106
1107 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
1108 (simplify
1109   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1110   (bit_ior @0 @1))
1111
1112 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
1113 (simplify
1114  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
1115  @2)
1116
1117 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
1118 (simplify
1119  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
1120  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1121
1122 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
1123 (simplify
1124  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
1125  (bit_ior @0 @1))
1126
1127 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
1128 (simplify
1129  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
1130  (bit_and @0 @1))
1131
1132 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
1133 (simplify
1134  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
1135  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1136
1137 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
1138 (for op (bit_and bit_xor)
1139  (simplify
1140   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
1141   @2))
1142
1143 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
1144 (simplify
1145  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
1146  @2)
1147
1148 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
1149 (simplify
1150  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
1151  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1152
1153 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
1154 (simplify
1155  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
1156  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1157
1158 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
1159 (simplify
1160  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
1161  (bit_and @3 (bit_not @2)))
1162
1163 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
1164 (simplify
1165  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
1166  (bit_ior @3 @2))
1167
1168 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
1169 (simplify
1170  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1171   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
1172
1173 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
1174 (simplify
1175  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1176   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
1177
1178 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
1179 (simplify
1180  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
1181  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1182       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1183   (bit_xor @0 @1)))
1184
1185 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
1186    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
1187    Similarly if (N & M) == 0,
1188    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
1189    and for - instead of + (or unary - instead of +)
1190    and/or ^ instead of |.
1191    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
1192 (for op (plus minus)
1193  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1194   (simplify
1195    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
1196     (with
1197      { tree pmop[2];
1198        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
1199                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
1200                                        NULL_TREE, pmop); }
1201      (if (utype)
1202       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1203                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1204                         (convert:utype @2))))))
1205   (simplify
1206    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
1207     (with
1208      { tree pmop[2];
1209        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1210                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1211                                        @4, pmop); }
1212      (if (utype)
1213       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1214                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1215                         (convert:utype @2)))))))
1216  (simplify
1217   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1218    (with
1219     { tree pmop[2];
1220       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1221                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1222                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1223     (if (utype)
1224      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1225                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1226                        (convert:utype @2)))))))
1227 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1228  (simplify
1229   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1230    (with
1231     { tree pmop[2];
1232       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1233                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1234                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1235     (if (utype)
1236      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1237                        (convert:utype @1)))))))
1238
1239 /* X % Y is smaller than Y.  */
1240 (for cmp (lt ge)
1241  (simplify
1242   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1243   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1244    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1245 (for cmp (gt le)
1246  (simplify
1247   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1248   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1249    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1250
1251 /* x | ~0 -> ~0  */
1252 (simplify
1253  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1254  @1)
1255
1256 /* x | 0 -> x  */
1257 (simplify
1258  (bit_ior @0 integer_zerop)
1259  @0)
1260
1261 /* x & 0 -> 0  */
1262 (simplify
1263  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1264  @1)
1265
1266 /* ~x | x -> -1 */
1267 /* ~x ^ x -> -1 */
1268 /* ~x + x -> -1 */
1269 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1270  (simplify
1271   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1272   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1273
1274 /* x ^ x -> 0 */
1275 (simplify
1276   (bit_xor @0 @0)
1277   { build_zero_cst (type); })
1278
1279 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1280 (simplify
1281   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1282   (bit_not @0))
1283
1284 /* x & ~0 -> x  */
1285 (simplify
1286  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1287   (non_lvalue @0))
1288
1289 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1290 (for bitop (bit_and bit_ior)
1291  (simplify
1292   (bitop @0 @0)
1293   (non_lvalue @0)))
1294
1295 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1296 #if GIMPLE
1297 (simplify
1298  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1299  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1300       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1301   @0))
1302 #endif
1303
1304 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1305 (simplify
1306  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1307  (plus @0 @1))
1308 (simplify
1309  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1310  (minus @0 @1))
1311
1312 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1313 (simplify
1314  (bit_not (minus:s @0 @1))
1315  (plus (bit_not @0) @1))
1316 (simplify
1317  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1318  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1319        && TYPE_UNSIGNED (type))
1320       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1321           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1322   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1323
1324 #if GIMPLE
1325 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1326 (simplify
1327  (plus:c (bit_not @0) @1)
1328   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1329        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1330        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1331        && !integer_all_onesp (@1))
1332    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1333    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1334         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1335         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1336                                               SIGNED))
1337     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1338 #endif
1339
1340 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1341 (simplify
1342  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1343   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1344    (rshift (bit_not! @0) @1)
1345    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1346       have MSB set and the logical right shift is changed into
1347       arithmetic shift.  */
1348    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1349     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1350      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1351
1352 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1353 (simplify
1354  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1355  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1356
1357 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1358 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1359 (for bitop (bit_and bit_ior)
1360  (simplify
1361   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1362   (bitop @0 (bit_not @1))))
1363
1364 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1365 (simplify
1366  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1367  @2)
1368
1369 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1370 (simplify
1371  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1372  (bit_not @0))
1373
1374 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1375 (simplify
1376  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1377  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1378
1379 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1380 (simplify
1381  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1382  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1383
1384 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1385 (simplify
1386  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1387  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1388
1389 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1390 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1391 (for bitop (bit_and bit_ior)
1392      rbitop (bit_ior bit_and)
1393  (simplify
1394   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1395   (bitop @1 @2)))
1396
1397 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1398 (simplify
1399  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1400  (bit_xor @0 @1))
1401
1402 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1403 (simplify
1404  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1405  (bit_and @0 @1))
1406
1407 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1408 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1409 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1410 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1411  (simplify
1412   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1413   (bit_ior @0 @1)))
1414
1415 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1416 (simplify
1417  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1418  (plus @0 @1))
1419
1420 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1421 (simplify
1422  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1423  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1424       && !TYPE_SATURATING (type))
1425   (bit_and @0 @1)))
1426
1427 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1428 (simplify
1429  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1430  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1431       && !TYPE_SATURATING (type))
1432   (bit_ior @0 @1)))
1433
1434 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1435 (simplify
1436  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1437  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1438
1439 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1440 (simplify
1441  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1442  (bit_and @0 @1))
1443
1444 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1445 (simplify
1446  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1447  (bit_xor @0 @1))
1448
1449 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1450 (simplify
1451  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1452  (bit_xor @0 @1))
1453
1454 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1455 (simplify
1456  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1457  (bit_and @0 @1))
1458
1459 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1460 (simplify
1461  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1462  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1463
1464 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1465 (simplify
1466  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1467  (bit_xor @0 @1))
1468
1469 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1470 (simplify
1471  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1472                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1473        integer_all_onesp)
1474  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1475       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1476       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1477       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1478  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1479 (simplify
1480  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1481                                integer_all_onesp))
1482        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1483  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1484       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1485       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1486       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1487  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1488 (simplify
1489  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1490        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1491                                integer_onep)))
1492  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1493       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1494       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1495       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1496  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1497
1498 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1499    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1500 (for op (bit_and bit_ior)
1501      rop (bit_ior bit_and)
1502  (simplify
1503   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1504   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1505        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1506    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1507
1508 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1509    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1510    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1511    simplifications.  */
1512 (for op (bit_xor plus)
1513  (simplify
1514   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1515       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1516   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1517        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1518        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1519    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1520
1521 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1522 (simplify
1523  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1524  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1525   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1526
1527 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1528 (simplify
1529  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1530  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1531       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1532   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1533
1534 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1535 (simplify
1536  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1537  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1538   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1539
1540 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1541 (for opo (bit_and bit_xor)
1542      opi (bit_xor bit_and)
1543  (simplify
1544   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1545   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1546
1547 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1548    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1549    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1550    constants are involved.  For example, convert
1551      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1552    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1553 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1554      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1555  (simplify
1556   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1557   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1558        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1559    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1560
1561 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1562 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1563    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1564 (for op (bit_and bit_ior)
1565  (simplify
1566   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1567   @2))
1568 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1569 (simplify
1570  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1571  (convert @0))
1572 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1573    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1574 (for op (bit_and bit_ior)
1575  (simplify
1576   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1577   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1578        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1579    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1580     (op @3 (convert @2))
1581     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1582      (op (convert @1) @5))))))
1583 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1584 (simplify
1585  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1586  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1587       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1588   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1589
1590 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1591    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1592 (simplify
1593  (abs (abs@1 @0))
1594  @1)
1595
1596 (simplify
1597  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1598  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1599   @1))
1600
1601 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1602 (simplify
1603  (abs (negate @0))
1604  (abs @0))
1605
1606 (simplify
1607  (absu (negate @0))
1608  (absu @0))
1609
1610 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1611 (simplify
1612  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1613  @0)
1614
1615 (simplify
1616  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1617  (convert @0))
1618
1619 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X) or absu(X).  */
1620 (simplify
1621  (mult:c (nop_convert1?
1622           (bit_ior (nop_convert2? (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1623                     integer_onep))
1624          (nop_convert3? @0))
1625  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1626       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1627       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1628   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1629    (absu @0)
1630    (abs @0)
1631   )
1632  )
1633 )
1634
1635 /* A few cases of fold-const.cc negate_expr_p predicate.  */
1636 (match negate_expr_p
1637  INTEGER_CST
1638  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1639        && TYPE_UNSIGNED (type))
1640       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1641           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1642 (match negate_expr_p
1643  FIXED_CST)
1644 (match negate_expr_p
1645  (negate @0)
1646  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1647 (match negate_expr_p
1648  REAL_CST
1649  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1650 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1651    ways.  */
1652 (match negate_expr_p
1653  VECTOR_CST
1654  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1655 (match negate_expr_p
1656  (minus @0 @1)
1657  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1658       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1659           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1660           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1661
1662 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1663 (simplify
1664  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1665   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1666        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1667    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1668
1669 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1670 (simplify
1671  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1672  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1673       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1674   (minus (negate @1) @0)))
1675
1676 /* -(A - B) -> B - A.  */
1677 (simplify
1678  (negate (minus @0 @1))
1679  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1680       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1681           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1682           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1683   (minus @1 @0)))
1684 (simplify
1685  (negate (pointer_diff @0 @1))
1686  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1687   (pointer_diff @1 @0)))
1688
1689 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1690 (simplify
1691  (minus @0 negate_expr_p@1)
1692  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1693  (plus @0 (negate @1))))
1694
1695 /* Other simplifications of negation (c.f. fold_negate_expr_1).  */
1696 (simplify
1697  (negate (mult:c@0 @1 negate_expr_p@2))
1698  (if (! TYPE_UNSIGNED (type)
1699       && ! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1700       && single_use (@0))
1701   (mult @1 (negate @2))))
1702
1703 (simplify
1704  (negate (rdiv@0 @1 negate_expr_p@2))
1705  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1706       && single_use (@0))
1707   (rdiv @1 (negate @2))))
1708
1709 (simplify
1710  (negate (rdiv@0 negate_expr_p@1 @2))
1711  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1712       && single_use (@0))
1713   (rdiv (negate @1) @2)))
1714
1715 /* Fold -((int)x >> (prec - 1)) into (unsigned)x >> (prec - 1).  */
1716 (simplify
1717  (negate (convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)))
1718  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1719       && wi::to_wide (@1) == element_precision (type) - 1)
1720   (with { tree stype = TREE_TYPE (@0);
1721           tree ntype = TYPE_UNSIGNED (stype) ? signed_type_for (stype)
1722                                              : unsigned_type_for (stype); }
1723    (if (VECTOR_TYPE_P (type))
1724     (view_convert (rshift (view_convert:ntype @0) @1))
1725     (convert (rshift (convert:ntype @0) @1))))))
1726
1727 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1728    when profitable.
1729    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1730    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1731    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1732    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1733 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1734  (simplify
1735   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1736   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1737          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1738          && (int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0))
1739              || tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type)))
1740         || types_match (@0, @1))
1741        /* ???  This transform conflicts with fold-const.cc doing
1742           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1743           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1744           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1745           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1746        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1747        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1748               after hoisting the conversion the operation will be narrower.
1749               It is also a good if the conversion is a nop as moves the
1750               conversion to one side; allowing for combining of the conversions.  */
1751            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1752            /* The conversion check for being a nop can only be done at the gimple
1753               level as fold_binary has some re-association code which can conflict
1754               with this if there is a "constant" which is not a full INTEGER_CST.  */
1755            || (GIMPLE && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
1756            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1757               mode.  */
1758            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1759            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1760               of its mode.  */
1761            || !type_has_mode_precision_p (type)
1762            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1763               in smaller IL.  */
1764            || (GIMPLE
1765                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1766                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1767                && single_use (@2)
1768                && single_use (@3))))
1769    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1770  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1771     in smaller IL.  */
1772  (simplify
1773   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1774   (if (GIMPLE
1775        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1776        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1777        && types_match (type, @0))
1778    (bitop @0 (convert @1)))))
1779
1780 (for bitop (bit_and bit_ior)
1781      rbitop (bit_ior bit_and)
1782   /* (x | y) & x -> x */
1783   /* (x & y) | x -> x */
1784  (simplify
1785   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1786   @0)
1787  /* (~x | y) & x -> x & y */
1788  /* (~x & y) | x -> x | y */
1789  (simplify
1790   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1791   (bitop @0 @1)))
1792
1793 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1794 (simplify
1795   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1796   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1797
1798 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1799 (simplify
1800   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1801   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1802
1803 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1804 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1805  (simplify
1806   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1807   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1808    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1809       folded to a constant.  */
1810    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1811    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1812       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1813       the values involved are such that the operation can't be decided at
1814       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1815       that combination can be decided at compile time.
1816
1817       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1818       oscillation.  */
1819    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1820     (if (cst1)
1821      (bitop @1 { cst1; })
1822      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1823       (if (cst2)
1824        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1825
1826 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1827    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1828 (match truth_valued_p
1829  @0
1830  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1831 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1832  (match truth_valued_p
1833   (op @0 @1)))
1834 (match truth_valued_p
1835   (truth_not @0))
1836
1837 (match (logical_inverted_value @0)
1838  (truth_not @0))
1839 (match (logical_inverted_value @0)
1840  (bit_not truth_valued_p@0))
1841 (match (logical_inverted_value @0)
1842  (eq @0 integer_zerop))
1843 (match (logical_inverted_value @0)
1844  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1845 (match (logical_inverted_value @0)
1846  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1847
1848 /* X & !X -> 0.  */
1849 (simplify
1850  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1851  { build_zero_cst (type); })
1852 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1853 (for op (bit_ior bit_xor)
1854  (simplify
1855   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1856   { constant_boolean_node (true, type); }))
1857 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1858 (for op (eq ne)
1859  (simplify
1860   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1861   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1862
1863 /* ~~x -> x */
1864 (simplify
1865   (bit_not (bit_not @0))
1866   @0)
1867
1868 (match zero_one_valued_p
1869  @0
1870  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && tree_nonzero_bits (@0) == 1)))
1871 (match zero_one_valued_p
1872  truth_valued_p@0)
1873
1874 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 }.  */
1875 (simplify
1876  (mult zero_one_valued_p@0 zero_one_valued_p@1)
1877  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1878   (bit_and @0 @1)))
1879
1880 /* Transform X & -Y into X * Y when Y is { 0 or 1 }.  */
1881 (simplify
1882  (bit_and:c (convert? (negate zero_one_valued_p@0)) @1)
1883  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1884       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1885       && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != BOOLEAN_TYPE
1886       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1887   (mult (convert @0) @1)))
1888
1889 /* Narrow integer multiplication by a zero_one_valued_p operand.
1890    Multiplication by [0,1] is guaranteed not to overflow.  */
1891 (simplify
1892  (convert (mult@0 zero_one_valued_p@1 INTEGER_CST@2))
1893  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1894       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1895       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1896   (mult (convert @1) (convert @2))))
1897
1898 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1899 (simplify
1900  (bit_not (convert? (negate @0)))
1901  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1902       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1903   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1904
1905 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1906 (simplify
1907  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1908  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1909
1910 /* (a & b) ^ (a == b) -> !(a | b) */
1911 /* (a & b) == (a ^ b) -> !(a | b) */
1912 (for first_op (bit_xor eq)
1913      second_op (eq bit_xor)
1914  (simplify
1915   (first_op:c (bit_and:c truth_valued_p@0 truth_valued_p@1) (second_op:c @0 @1))
1916     (bit_not (bit_ior @0 @1))))
1917
1918 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1919 (simplify
1920  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1921  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1922       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1923   (convert (negate @0))))
1924 (simplify
1925  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1926  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1927       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1928   (convert (negate @0))))
1929
1930 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1931 (simplify
1932  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1933  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1934   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1935 (simplify
1936  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1937  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1938   (convert (bit_xor @0 @1))))
1939
1940 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1941 (simplify
1942  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1943  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1944   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1945
1946 /* ~(a ^ b) is a == b for truth valued a and b.  */
1947 (simplify
1948  (bit_not (bit_xor:s truth_valued_p@0 truth_valued_p@1))
1949  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1950       && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == 1)
1951   (convert (eq @0 @1))))
1952
1953 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1954 (simplify
1955  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1956  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1957
1958 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1959 (simplify
1960  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1961  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1962       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1963   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1964
1965 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1966 (if (!canonicalize_math_p ())
1967  (for cmp (gt lt ge le)
1968   (simplify
1969    (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1970    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1971
1972 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1973    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1974 (for cmp (eq ne)
1975  (simplify
1976   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1977   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1978        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1979        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1980    (cmp @0 @2))))
1981
1982 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1983    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1984 (for cmp (eq ne)
1985  (simplify
1986   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1987   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1988        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1989        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1990    (cmp @0 @2))))
1991
1992 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1993    x * C RELOP y * C into:
1994
1995    x RELOP y for nonnegative C
1996    y RELOP x for negative C  */
1997 (for cmp (lt gt le ge)
1998  (simplify
1999   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
2000   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2001        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2002    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2003     (cmp @0 @2)
2004    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2005         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
2006     (cmp @2 @0))))))
2007
2008 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
2009 (for cmp (le gt)
2010      icmp (gt le)
2011  (simplify
2012   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
2013    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2014         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2015         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
2016         && (wi::to_wide (@2)
2017             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
2018     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2019      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
2020
2021 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
2022 (for cmp (simple_comparison)
2023  (simplify
2024   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
2025   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
2026        && types_match (@0, @1))
2027    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2028     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2029      (cmp @1 @0)
2030      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2031       (with
2032        {
2033         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2034        }
2035        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
2036     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2037      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2038       (cmp @0 @1)
2039       (with
2040        {
2041         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2042        }
2043        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
2044
2045 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
2046 (for cmp (simple_comparison)
2047  (simplify
2048   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2049   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2050        && integer_nonzerop (@1)
2051        && !TREE_OVERFLOW (@1)
2052        && !TREE_OVERFLOW (@2))
2053    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
2054            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
2055                                                    &neg_overflow); }
2056     (switch
2057      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
2058        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
2059         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
2060         (if (code == LT_EXPR)
2061          (lt @0 { lo; })
2062          (ge @0 { lo; }))))
2063      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
2064        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
2065         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
2066         (if (code == LE_EXPR)
2067          (le @0 { hi; })
2068          (gt @0 { hi; }))))
2069      (if (!lo && !hi)
2070       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
2071      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
2072       (ge @0 { lo; }))
2073      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
2074       (le @0 { hi; }))
2075      (if (code == NE_EXPR && !hi)
2076       (lt @0 { lo; }))
2077      (if (code == NE_EXPR && !lo)
2078       (gt @0 { hi; }))
2079      (if (GENERIC)
2080       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
2081                            lo, hi); })
2082      (with
2083       {
2084         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
2085         if (etype)
2086           {
2087             hi = fold_convert (etype, hi);
2088             lo = fold_convert (etype, lo);
2089             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
2090           }
2091       }
2092       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
2093        (if (code == EQ_EXPR)
2094         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
2095         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
2096
2097 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2098 (for op (lt le ge gt)
2099  (simplify
2100   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2101   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2102        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2103    (op @0 @1))))
2104
2105 /* As a special case, X + C < Y + C is the same as (signed) X < (signed) Y
2106    when C is an unsigned integer constant with only the MSB set, and X and
2107    Y have types of equal or lower integer conversion rank than C's.  */
2108 (for op (lt le ge gt)
2109  (simplify
2110   (op (plus @1 INTEGER_CST@0) (plus @2 @0))
2111   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2112        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2113        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@0)))
2114    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2115     (op (convert:stype @1) (convert:stype @2))))))
2116
2117 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2118 (for op (eq ne minus)
2119  (simplify
2120   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2121   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2122        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2123            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2124    (op @0 @1))))
2125
2126 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2127 (for op (lt le ge gt)
2128  (simplify
2129   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2130   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2131        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2132    (op @0 @1))))
2133 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2134 (for op (eq ne minus)
2135  (simplify
2136   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2137   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2138        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2139            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2140    (op @0 @1))))
2141 /* And for pointers...  */
2142 (for op (simple_comparison)
2143  (simplify
2144   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2145   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2146    (op @0 @1))))
2147 (simplify
2148  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2149  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2150       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2151   (pointer_diff @0 @1)))
2152
2153 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
2154 (for op (lt le ge gt)
2155  (simplify
2156   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2157   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2158        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2159    (op @1 @0))))
2160 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2161 (for op (eq ne minus)
2162  (simplify
2163   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2164   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2165        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2166            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2167    (op @1 @0))))
2168 /* And for pointers...  */
2169 (for op (simple_comparison)
2170  (simplify
2171   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2172   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2173    (op @1 @0))))
2174 (simplify
2175  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2176  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2177       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2178   (pointer_diff @1 @0)))
2179
2180 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
2181 (for op (lt le gt ge)
2182  (simplify
2183   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
2184   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2185        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2186        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2187        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
2188    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2189 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2190 (for op (eq ne)
2191  (simplify
2192   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
2193   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2194        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2195            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2196        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
2197        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
2198        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
2199    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2200  (simplify
2201   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
2202   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
2203        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2204        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
2205    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2206
2207 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
2208    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2209 (for op (simple_comparison)
2210  (simplify
2211   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
2212   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2213        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2214            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
2215                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2216        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
2217    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2218
2219 /* Transform:
2220    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
2221    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
2222 (for cmp (eq ne)
2223      ocmp (lt ge)
2224  (simplify
2225   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
2226   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2227        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
2228        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
2229        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2230    (ocmp @0 @1))))
2231
2232 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
2233 (for cmp (eq ne)
2234  (simplify
2235   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
2236   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
2237    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2238
2239 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
2240    possibly set.  */
2241 (match with_possible_nonzero_bits
2242  INTEGER_CST@0)
2243 (match with_possible_nonzero_bits
2244  SSA_NAME@0
2245  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
2246 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
2247 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2248  with_possible_nonzero_bits@0)
2249 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2250  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
2251
2252 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
2253    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
2254 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2255  INTEGER_CST@0)
2256 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2257  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
2258
2259 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
2260 (for cmp (eq ne)
2261  (simplify
2262   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
2263   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
2264    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2265
2266 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
2267    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
2268    zero throughout its computed value range,
2269    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
2270    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
2271    and 0's otherwise.
2272    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
2273    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
2274    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
2275 */
2276 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
2277      outer_op (bit_xor bit_ior)
2278 (simplify
2279  (outer_op
2280   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
2281  (with
2282   {
2283     bool fail = false;
2284     wide_int zero_mask_not;
2285     wide_int C0;
2286     wide_int cst_emit;
2287
2288     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
2289       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
2290     else
2291       fail = true;
2292
2293     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
2294       {
2295         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
2296         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
2297       }
2298     else
2299       {
2300         C0 = wi::to_wide (@0);
2301         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
2302       }
2303   }
2304   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
2305    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
2306    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
2307     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2308
2309 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2310 (simplify
2311   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2312   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2313 #if GENERIC
2314 (simplify
2315   (pointer_plus (convert:s (pointer_plus:s @0 @1)) @3)
2316   (convert:type (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
2317 #endif
2318
2319 /* Pattern match
2320      tem1 = (long) ptr1;
2321      tem2 = (long) ptr2;
2322      tem3 = tem2 - tem1;
2323      tem4 = (unsigned long) tem3;
2324      tem5 = ptr1 + tem4;
2325    and produce
2326      tem5 = ptr2;  */
2327 (simplify
2328   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2329   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2330   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2331        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2332             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2333    @1))
2334 (simplify
2335   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2336   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2337    (convert @1)))
2338
2339 /* Pattern match
2340      tem = (sizetype) ptr;
2341      tem = tem & algn;
2342      tem = -tem;
2343      ... = ptr p+ tem;
2344    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2345      ... = ptr & ~algn;  */
2346 (simplify
2347   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2348   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2349    (bit_and @0 { algn; })))
2350
2351 /* Try folding difference of addresses.  */
2352 (simplify
2353  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2354  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2355   (with { poly_int64 diff; }
2356    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2357     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2358 (simplify
2359  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2360  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2361   (with { poly_int64 diff; }
2362    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2363     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2364 (simplify
2365  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2366  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2367       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2368   (with { poly_int64 diff; }
2369    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2370     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2371 (simplify
2372  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2373  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2374       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2375   (with { poly_int64 diff; }
2376    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2377     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2378
2379 /* (&a+b) - (&a[1] + c) -> sizeof(a[0]) + (b - c) */
2380 (simplify
2381  (pointer_diff (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2382  (with { poly_int64 diff; }
2383    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2384     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert (minus @1 @3))))))
2385
2386 /* (&a+b) !=/== (&a[1] + c) ->  sizeof(a[0]) + b !=/== c */
2387 (for neeq (ne eq)
2388  (simplify
2389   (neeq (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2390    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@1);}
2391     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2392      (neeq (plus { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @1) @3)))))
2393
2394 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2395 (simplify
2396  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2397  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2398   { build_fold_addr_expr_with_type
2399       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2400                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2401                type); }))
2402
2403 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2404    be able to fold this expression using the object or function's
2405    alignment.  */
2406 (simplify
2407  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2408  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2409       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2410   (with
2411    {
2412      unsigned int align;
2413      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2414      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2415    }
2416    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2417     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2418                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2419
2420 (match min_value
2421  INTEGER_CST
2422  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2423       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2424
2425 (match max_value
2426  INTEGER_CST
2427  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2428       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2429
2430 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2431    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2432 (for eqne (eq ne)
2433  (simplify
2434   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2435    (switch
2436     (if (eqne == EQ_EXPR)
2437      { constant_boolean_node (false, type); })
2438     (if (eqne == NE_EXPR)
2439      @2)
2440     )))
2441
2442 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2443    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2444 (for eqne (eq ne)
2445  (simplify
2446   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2447    (switch
2448     (if (eqne == EQ_EXPR)
2449      { constant_boolean_node (false, type); })
2450     (if (eqne == NE_EXPR)
2451      @2)
2452     )))
2453
2454 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2455 (simplify
2456  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2457   @2)
2458
2459 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2460 (simplify
2461  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2462   @2)
2463
2464 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2465 (simplify
2466  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2467   @2)
2468
2469 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2470 (simplify
2471  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2472   { constant_boolean_node (true, type); })
2473
2474 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2475 (simplify
2476  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2477   @2)
2478
2479 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2480 (simplify
2481  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2482   @2)
2483
2484 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2485    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2486 (for eqne (eq ne)
2487  (simplify
2488   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2489    (switch
2490     (if (eqne == EQ_EXPR)
2491      @2)
2492     (if (eqne == NE_EXPR)
2493      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2494
2495 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2496 (simplify
2497  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:cs @0 @1))
2498   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2499        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2500   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2501
2502 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2503 (simplify
2504  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:cs @0 @1))
2505   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2506        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2507   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2508
2509 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2510    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2511
2512 (for code1 (eq ne)
2513  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2514   (simplify
2515    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2516     (with
2517      {
2518       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2519       bool val;
2520       switch (code2)
2521          {
2522         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2523         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2524         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2525         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2526         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2527         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2528         default: gcc_unreachable ();
2529         }
2530      }
2531      (switch
2532       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2533       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2534       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2535
2536 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2537
2538 (for code1 (lt le gt ge)
2539  (for code2 (lt le gt ge)
2540   (simplify
2541   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2542    (with
2543     {
2544      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2545     }
2546     (switch
2547      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2548      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2549           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2550       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2551        @3
2552        @4))
2553      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2554      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2555           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2556       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2557        @3
2558        @4))
2559      /* Check for singleton ranges.  */
2560      (if (cmp == 0
2561           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2562             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2563       (eq @0 @1))
2564      /* Check for disjoint ranges.  */
2565      (if (cmp <= 0
2566           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2567           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2568       { constant_boolean_node (false, type); })
2569      (if (cmp >= 0
2570           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2571           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2572       { constant_boolean_node (false, type); })
2573      )))))
2574
2575 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2576    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2577
2578 (for code1 (eq ne)
2579  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2580   (simplify
2581    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2582     (with
2583      {
2584       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2585       bool val;
2586       switch (code2)
2587         {
2588         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2589         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2590         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2591         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2592         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2593         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2594         default: gcc_unreachable ();
2595         }
2596      }
2597      (switch
2598       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2599       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2600       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2601
2602 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2603
2604 (for code1 (lt le gt ge)
2605  (for code2 (lt le gt ge)
2606   (simplify
2607   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2608    (with
2609     {
2610      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2611     }
2612     (switch
2613      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2614      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2615           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2616       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2617        @4
2618        @3))
2619      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2620      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2621           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2622       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2623        @4
2624        @3))
2625      /* Check for singleton ranges.  */
2626      (if (cmp == 0
2627           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2628               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2629       (ne @0 @2))
2630      /* Check for disjoint ranges.  */
2631      (if (cmp >= 0
2632           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2633           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2634       { constant_boolean_node (true, type); })
2635      (if (cmp <= 0
2636           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2637           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2638       { constant_boolean_node (true, type); })
2639      )))))
2640
2641 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2642 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2643
2644  /* Contract negates.  */
2645  /* A + (-B) -> A - B */
2646  (simplify
2647   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2648   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2649   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2650        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2651    (with
2652     {
2653      tree t1 = type;
2654      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2655          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2656        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2657     }
2658     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2659  /* A - (-B) -> A + B */
2660  (simplify
2661   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2662   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2663        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2664    (with
2665     {
2666      tree t1 = type;
2667      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2668          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2669        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2670     }
2671     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2672  /* -(T)(-A) -> (T)A
2673     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2674     happen without overflow.  */
2675  (simplify
2676   (negate (convert (negate @1)))
2677   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2678        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2679            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2680                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2681        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2682        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2683    (convert @1)))
2684  (simplify
2685   (negate (convert negate_expr_p@1))
2686   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2687        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2688             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2689             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2690            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2691    (convert (negate @1))))
2692  (simplify
2693   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2694   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2695        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2696    (view_convert @1)))
2697
2698  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2699     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2700  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2701       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2702
2703   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2704      irrespective of overflow issues.  */
2705   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2706   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2707   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2708   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2709   (simplify
2710    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2711    (view_convert @1))
2712   (simplify
2713    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2714    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2715         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2716    (negate (view_convert @1))
2717    (view_convert (negate @1))))
2718   (simplify
2719    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2720    (view_convert @0))
2721   (simplify
2722    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2723     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2724          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2725      (negate (view_convert @1))
2726      (view_convert (negate @1))))
2727   (simplify
2728    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2729    (view_convert @1))
2730   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2731   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2732   /* More cases are handled with comparisons.  */
2733   (simplify
2734    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2735    (plus @2 @1))
2736   (simplify
2737    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2738    (minus @2 @1))
2739   (simplify
2740    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2741    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2742         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2743     (pointer_diff @2 @1)))
2744   (simplify
2745    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2746    (plus @1 @2))
2747
2748   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2749      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2750      scalars.  */
2751   (for outer_op (plus minus)
2752    (for inner_op (plus minus)
2753         neg_inner_op (minus plus)
2754     (simplify
2755      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2756                CONSTANT_CLASS_P@2)
2757      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2758      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2759       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2760          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2761       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2762        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2763         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2764         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2765       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2766            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2767        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2768         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2769         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2770        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2771           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2772           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2773        (if (types_match (type, @0))
2774         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2775                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2776                                         type, @1, @2); }
2777          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2778           (inner_op @0 { cst; } )
2779           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2780           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2781                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2782            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2783            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2784            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2785             (if (utype)
2786              (view_convert (inner_op
2787                             (view_convert:utype @0)
2788                             (view_convert:utype
2789                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2790
2791   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2792   (for outer_op (plus minus)
2793    (simplify
2794     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2795     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2796     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2797      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2798         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2799      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2800       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2801      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2802           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2803       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2804       (if (types_match (type, @0))
2805        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2806         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2807          (minus { cst; } @0))))))))
2808
2809   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2810      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2811      scalars.  */
2812   (simplify
2813    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2814    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2815    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2816     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2817       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2818     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2819      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2820     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2821          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2822      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2823      (if (types_match (type, @0))
2824       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2825        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2826         (plus { cst; } @0)))))))
2827
2828 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2829 #if GIMPLE
2830   (simplify
2831    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2832     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2833          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2834          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2835          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2836      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2837         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2838      (with
2839       {
2840         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2841                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2842         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2843
2844         wide_int w1
2845           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2846                             TYPE_SIGN (inner_type));
2847
2848         value_range vr;
2849         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2850             && vr.kind () == VR_RANGE)
2851           {
2852             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2853             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2854             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2855             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2856           }
2857       }
2858      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2859       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2860      )))
2861 #endif
2862
2863 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2864 #if GIMPLE
2865   (for op (plus minus)
2866    (simplify
2867     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2868      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2869           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2870           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2871           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2872           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2873           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2874        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2875 #endif
2876
2877 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2878    to a simple value.  */
2879   (for op (plus minus)
2880    (simplify
2881     (op (convert @0) (convert @1))
2882      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2883           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2884           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2885           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2886           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2887           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2888       (convert (op! @0 @1)))))
2889
2890   /* ~A + A -> -1 */
2891   (simplify
2892    (plus:c (bit_not @0) @0)
2893    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2894     { build_all_ones_cst (type); }))
2895
2896   /* ~A + 1 -> -A */
2897   (simplify
2898    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2899    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2900     (negate (convert @0))))
2901
2902   /* -A - 1 -> ~A */
2903   (simplify
2904    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2905    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2906         && TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2907         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2908     (bit_not (convert @0))))
2909
2910   /* -1 - A -> ~A */
2911   (simplify
2912    (minus integer_all_onesp @0)
2913    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
2914     (bit_not @0)))
2915
2916   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2917   (simplify
2918    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2919     (convert? @0))
2920    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2921         /* For integer types, if A has a smaller type
2922            than T the result depends on the possible
2923            overflow in P + A.
2924            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2925            However, if an overflow in P + A would cause
2926            undefined behavior, we can assume that there
2927            is no overflow.  */
2928         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2929             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2930     (convert @1)))
2931   (simplify
2932    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2933     (convert @0))
2934    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2935         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2936            final type requires a sign- or zero-extension,
2937            then we have to punt - it is not defined which
2938            one is correct.  */
2939         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2940             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2941             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2942     (convert @1)))
2943    (simplify
2944     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2945     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2946        thus sign-extended if necessary.  */
2947     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2948      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2949         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2950         we don't want to diagnose overflow here.  */
2951      (convert (view_convert:stype @1))))
2952
2953   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2954   (simplify
2955    (minus (convert? @0)
2956     (convert (plus:c @@0 @1)))
2957    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2958         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2959         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2960     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2961      (convert (negate (convert:utype @1))))
2962     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2963          /* For integer types, if A has a smaller type
2964             than T the result depends on the possible
2965             overflow in P + A.
2966             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2967             However, if an overflow in P + A would cause
2968             undefined behavior, we can assume that there
2969             is no overflow.  */
2970          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2971              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2972      (negate (convert @1)))))
2973   (simplify
2974    (minus (convert @0)
2975     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2976    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2977         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2978         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2979     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2980      (convert (negate (convert:utype @1))))
2981     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2982          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2983             final type requires a sign- or zero-extension,
2984             then we have to punt - it is not defined which
2985             one is correct.  */
2986          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2987              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2988              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2989      (negate (convert @1)))))
2990    (simplify
2991     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2992     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2993        thus sign-extended if necessary.  */
2994     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2995      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2996         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2997         we don't want to diagnose overflow here.  */
2998      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2999
3000   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
3001   (simplify
3002    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
3003     (convert (plus:c @0 @2)))
3004    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3005         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3006         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3007         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
3008     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3009      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3010     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3011           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
3012          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3013              /* For integer types, if A has a smaller type
3014                 than T the result depends on the possible
3015                 overflow in P + A.
3016                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3017                 However, if an overflow in P + A would cause
3018                 undefined behavior, we can assume that there
3019                 is no overflow.  */
3020              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3021                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3022                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
3023                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
3024      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3025   (simplify
3026    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
3027     (convert (pointer_plus @0 @2)))
3028    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3029         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3030         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3031     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3032      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3033     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3034          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3035             final type requires a sign- or zero-extension,
3036             then we have to punt - it is not defined which
3037             one is correct.  */
3038          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3039              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3040              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
3041              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
3042              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
3043      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3044    (simplify
3045     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
3046      (pointer_diff @0 @1))
3047    (simplify
3048     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
3049     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3050        thus sign-extended if necessary.  */
3051     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3052      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3053         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3054         we don't want to diagnose overflow here.  */
3055      (minus (convert (view_convert:stype @1))
3056             (convert (view_convert:stype @2)))))))
3057
3058 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
3059     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
3060 (if (!TYPE_SATURATING (type)
3061      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
3062  (for plusminus (plus minus)
3063   (simplify
3064    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
3065    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3066         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3067         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3068             && tree_expr_nonzero_p (@0)
3069             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3070     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
3071      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
3072         original operand (but not on both).  */
3073      (mult (plusminus @1 @2) @0)
3074      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
3075   )))
3076   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
3077   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
3078    (simplify
3079     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
3080     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3081           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3082           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
3083              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3084              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
3085              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
3086           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3087               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3088                    && expr_not_equal_to (@0,
3089                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
3090                   || (plusminus == PLUS_EXPR
3091                       ? expr_not_equal_to (@2,
3092                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3093                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
3094                       : (expr_not_equal_to (@2,
3095                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3096                          && expr_not_equal_to (@2,
3097                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3098                                 + 1))))))
3099          && single_use (@3))
3100      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
3101    (simplify
3102     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
3103     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3104           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3105           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
3106              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3107              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
3108              for @0 0 and @2 min.  */
3109           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3110               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3111                    && (plusminus == MINUS_EXPR
3112                        || expr_not_equal_to (@0,
3113                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3114                   || expr_not_equal_to (@2,
3115                         (plusminus == PLUS_EXPR
3116                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3117                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
3118          && single_use (@3))
3119      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
3120
3121 #if GIMPLE
3122 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
3123    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
3124 (simplify
3125  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
3126   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3127        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3128        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3129        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3130            || optab_handler (smul_optab,
3131                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3132    (with { tree t = type;
3133            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3134            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
3135                                              element_precision (type));
3136            w += 1;
3137            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3138                                         : t, w);
3139            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3140     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3141 (simplify
3142  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
3143   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3144        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3145        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3146        && tree_fits_uhwi_p (@2)
3147        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
3148        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3149            || optab_handler (smul_optab,
3150                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3151    (with { tree t = type;
3152            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3153            unsigned int prec = element_precision (type);
3154            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
3155            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
3156            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3157                                         : t, w);
3158            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3159     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3160 #endif
3161
3162 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
3163    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
3164    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
3165 (for op (bit_ior bit_xor)
3166  (simplify
3167   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3168       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3169   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3170        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3171    (mult @1
3172          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
3173  (simplify
3174   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3175         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3176   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3177        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3178        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3179    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
3180            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
3181                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3182     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
3183  (simplify
3184   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3185         @1)
3186   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3187        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3188    (mult @1
3189          { wide_int_to_tree (type,
3190                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
3191  (simplify
3192   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3193       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3194   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3195        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3196        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3197        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3198    (with { tree t = type;
3199            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3200              t = unsigned_type_for (t);
3201            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3202            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
3203                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3204     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
3205  (simplify
3206   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3207         @1)
3208   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3209        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3210        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3211    (with { tree t = type;
3212            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3213              t = unsigned_type_for (t);
3214            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3215            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
3216     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
3217
3218 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
3219
3220 (for minmax (min max)
3221  (simplify
3222   (minmax @0 @0)
3223   @0))
3224 /* For fmin() and fmax(), skip folding when both are sNaN.  */
3225 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3226  (simplify
3227   (minmax @0 @0)
3228   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3229     @0)))
3230 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
3231 (simplify
3232  (min:c (max:c @0 @1) @1)
3233  @1)
3234 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
3235 (simplify
3236  (max:c (min:c @0 @1) @1)
3237  @1)
3238 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
3239 (simplify
3240  (max:c @0 (negate @0))
3241  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3242       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3243           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3244   (abs @0)))
3245 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
3246 (simplify
3247  (min:c @0 (negate @0))
3248  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3249       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3250           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3251   (negate (abs @0))))
3252 (simplify
3253  (min @0 @1)
3254  (switch
3255   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3256        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3257        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3258    @1)
3259   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3260        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3261        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3262    @0)))
3263 (simplify
3264  (max @0 @1)
3265  (switch
3266   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3267        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3268        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3269    @1)
3270   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3271        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3272        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3273    @0)))
3274
3275 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
3276 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
3277 (simplify
3278  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3279   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3280    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3281     @2
3282     @0)))
3283
3284 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
3285 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
3286 (simplify
3287  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3288   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3289    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3290     @0
3291     @2)))
3292
3293 /* Simplify min (&var[off0], &var[off1]) etc. depending on whether
3294    the addresses are known to be less, equal or greater.  */
3295 (for minmax (min max)
3296      cmp (lt gt)
3297  (simplify
3298   (minmax (convert1?@2 addr@0) (convert2?@3 addr@1))
3299   (with
3300    {
3301      poly_int64 off0, off1;
3302      tree base0, base1;
3303      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
3304                                   off0, off1, GENERIC);
3305    }
3306    (if (equal == 1)
3307     (if (minmax == MIN_EXPR)
3308      (if (known_le (off0, off1))
3309       @2
3310       (if (known_gt (off0, off1))
3311        @3))
3312      (if (known_ge (off0, off1))
3313       @2
3314       (if (known_lt (off0, off1))
3315        @3)))))))
3316
3317 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
3318    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
3319 (for minmax (min max)
3320  (simplify
3321   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
3322   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3323        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
3324        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
3325        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
3326    (minmax @1 (convert @2)))))
3327
3328 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3329  /* If either argument is NaN and other one is not sNaN, return the other
3330     one.  Avoid the transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
3331  (simplify
3332   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
3333    (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
3334        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling)
3335        && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3336    @0)))
3337 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
3338    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
3339    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
3340    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
3341    worry about it either.  */
3342 (if (flag_finite_math_only)
3343  (simplify
3344   (FMIN_ALL @0 @1)
3345   (min @0 @1))
3346  (simplify
3347   (FMAX_ALL @0 @1)
3348   (max @0 @1)))
3349 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
3350 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3351      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
3352  (simplify
3353   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
3354   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3355        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3356            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3357    (negate (maxmin @0 @1)))))
3358 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3359    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3360 (for minmax (min max)
3361  maxmin (max min)
3362  (simplify
3363   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3364   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3365
3366 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3367 (for minmax (min min max max)
3368      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3369      out    (le  gt  ge  lt )
3370  (simplify
3371   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3372   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3373    (out @0 @1))))
3374 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3375    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3376 (for cmp (eq ne)
3377  (simplify
3378   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3379   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3380                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3381    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3382    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3383                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3384     (cmp @0 @2)))))
3385 (for cmp (eq ne)
3386  (simplify
3387   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3388   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3389                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3390    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3391    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3392                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3393     (cmp @0 @2)))))
3394 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3395 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3396      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3397      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3398  (simplify
3399   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3400   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3401
3402 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3403    X > MAX(X, Y) -> false 
3404    X >= MIN(X, Y) -> true
3405    X < MIN(X, Y) -> false */
3406 (for minmax (min     min     max     max     )
3407      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3408  (simplify
3409   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3410   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3411
3412 /* Undo fancy ways of writing max/min or other ?: expressions, like
3413    a - ((a - b) & -(a < b))  and  a - (a - b) * (a < b) into (a < b) ? b : a.
3414    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3415 /* Transform A + (B-A)*cmp into cmp ? B : A.  */
3416 (simplify
3417  (plus:c @0 (mult:c (minus @1 @0) zero_one_valued_p@2))
3418  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3419       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3420   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3421 /* Transform A - (A-B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3422 (simplify
3423  (minus @0 (mult:c (minus @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3424  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3425       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3426   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3427 /* Transform A ^ (A^B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3428 (simplify
3429  (bit_xor:c @0 (mult:c (bit_xor:c @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3430  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3431       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3432   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3433
3434 /* (x <= 0 ? -x : 0) -> max(-x, 0).  */
3435 (simplify
3436   (cond (le @0 integer_zerop@1) (negate@2 @0) integer_zerop@1)
3437   (max @2 @1))
3438
3439 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3440
3441 (for rotate (lrotate rrotate)
3442  (simplify
3443   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3444   @0))
3445
3446 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3447 (simplify
3448  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3449  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3450   @0))
3451
3452 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3453 (simplify
3454  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3455  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3456   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3457   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3458
3459 (simplify
3460  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3461  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3462       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3463          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3464          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3465       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3466       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3467       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3468       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3469       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3470           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3471                         TYPE_PRECISION (type)
3472                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3473   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3474
3475 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3476    types.  */
3477 (simplify
3478  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3479  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3480       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3481   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3482
3483 /* Optimize x >> x into 0 */
3484 (simplify
3485  (rshift @0 @0)
3486   { build_zero_cst (type); })
3487
3488 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3489  (simplify
3490   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3491   (non_lvalue @0))
3492  (simplify
3493   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3494   @0)
3495  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3496     if vector2 is uniform.  */
3497  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3498   (simplify
3499    (shiftrotate @0 vec@1)
3500    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3501     (if (tem)
3502      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3503
3504 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3505    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3506 #if GIMPLE
3507 (for shift (lshift rshift)
3508  (simplify
3509   (shift @0 SSA_NAME@1)
3510    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3511     (with {
3512       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3513       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3514      }
3515      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3516       @0)))))
3517 #endif
3518
3519 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3520    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3521 (simplify
3522  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3523  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3524                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3525                                            element_precision (type)), @1); }))
3526
3527 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3528 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3529  (simplify
3530   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3531   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3532    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3533         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3534         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3535         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3536     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3537                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3538      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3539         being well defined.  */
3540      (if (low >= prec)
3541       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3542        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3543        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3544         { build_zero_cst (type); }
3545         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3546       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3547
3548
3549 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3550 (simplify
3551  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3552   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3553    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3554    { build_zero_cst (type); }))
3555
3556 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3557    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3558    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3559 (for cmp (ne eq)
3560      icmp (eq ne)
3561  (simplify
3562   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3563    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3564            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3565     (if (c1 < c2)
3566      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3567      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3568  (simplify
3569   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3570    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3571     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3572             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3573      (if (c1 > c2)
3574       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3575       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3576
3577 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3578    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3579    if CST2 != 0.  */
3580 (for cmp (ne eq)
3581  (simplify
3582   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3583   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3584    (if (cand < 0
3585         || (!integer_zerop (@2)
3586             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3587     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3588     (if (!integer_zerop (@2)
3589          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3590      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3591
3592 /* Fold ((X << C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 >> C1)) cmp (C3 >> C1)
3593         ((X >> C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 << C1)) cmp (C3 << C1).  */
3594 (for cmp (ne eq)
3595  (simplify
3596   (cmp (bit_and:s (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3597   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3598        && tree_to_shwi (@1) > 0
3599        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3600        && tree_to_shwi (@1) <= wi::ctz (wi::to_wide (@3)))
3601    (with { wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3602            wide_int c2 = wi::lrshift (wi::to_wide (@2), c1);
3603            wide_int c3 = wi::lrshift (wi::to_wide (@3), c1); }
3604     (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c2); })
3605          { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c3); }))))
3606  (simplify
3607   (cmp (bit_and:s (rshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3608   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3609        && tree_to_shwi (@1) > 0
3610        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3611        && tree_to_shwi (@1) <= wi::clz (wi::to_wide (@2))
3612        && tree_to_shwi (@1) <= wi::clz (wi::to_wide (@3)))
3613    (cmp (bit_and @0 (lshift @2 @1)) (lshift @3 @1)))))
3614
3615 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3616         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3617    if the new mask might be further optimized.  */
3618 (for shift (lshift rshift)
3619  (simplify
3620   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3621            INTEGER_CST@2)
3622    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3623         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3624         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3625         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3626         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3627     (with
3628      {
3629        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3630        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3631        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3632        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3633        unsigned int prec;
3634
3635        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3636          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3637        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3638                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3639          {
3640            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3641            tree arg00 = @0;
3642            /* See if more bits can be proven as zero because of
3643               zero extension.  */
3644            if (@3 != @0
3645                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3646              {
3647                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3648                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3649                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3650                  {
3651                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3652                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3653                    if (shiftc < prec)
3654                      shift_type = inner_type;
3655                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3656                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3657                       is all ones.  */
3658                  }
3659              }
3660            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3661            if (shiftc < prec)
3662              {
3663                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3664                zerobits <<= prec - shiftc;
3665              }
3666            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3667               can contain actually sign bits, so no transformation is
3668               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3669               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3670            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3671                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3672              {
3673                if ((mask & zerobits) == 0)
3674                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3675                else
3676                  zerobits = 0;
3677              }
3678          }
3679      }
3680      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3681      (if ((mask & zerobits) == mask)
3682       { build_int_cst (type, 0); }
3683       (with { newmask = mask | zerobits; }
3684        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3685         (with
3686          {
3687            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3688               mode's mask.  */
3689            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3690                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3691              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3692                break;
3693          }
3694          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3695               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3696           (with
3697            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3698            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3699             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3700              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3701              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3702
3703 /* ((1 << n) & M) != 0  -> n == log2 (M) */
3704 (for cmp (ne eq)
3705        icmp (eq ne)
3706  (simplify
3707   (cmp
3708    (bit_and
3709     (nop_convert? (lshift integer_onep @0)) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3710   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3711    (icmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3712                                 wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1))); }))))
3713
3714 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3715    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3716 (for shift (lshift rshift)
3717  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3718   (simplify
3719    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3720    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3721     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3722      (if (mask)
3723       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3724
3725 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3726 (simplify
3727  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3728   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3729        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3730            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3731            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3732    (with
3733     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3734      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3735
3736 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3737    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3738 (for rotate (lrotate rrotate)
3739  (simplify
3740   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3741    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3742          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3743          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3744         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3745             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3746     (with
3747      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3748       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3749
3750 (for cmp (eq ne)
3751  (for rotate (lrotate rrotate)
3752       invrot (rrotate lrotate)
3753   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3754   (simplify
3755    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3756    (cmp @1 @2))
3757   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3758   (simplify
3759    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3760    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3761   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3762   (simplify
3763    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3764     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3765      (cmp @0 @2)))))
3766
3767 /* Narrow a lshift by constant.  */
3768 (simplify
3769  (convert (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2))
3770  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3771       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3772       && !integer_zerop (@2)
3773       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3774   (if (TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3775        || wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type)))
3776    (lshift (convert @1) @2)
3777    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))
3778     { build_zero_cst (type); }))))
3779
3780 /* Simplifications of conversions.  */
3781
3782 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3783 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3784  (simplify
3785   (cvt @0)
3786   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3787        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3788    @0)))
3789
3790 /* Contract view-conversions.  */
3791 (simplify
3792   (view_convert (view_convert @0))
3793   (view_convert @0))
3794
3795 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3796    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3797 (simplify
3798   (view_convert @0)
3799   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3800        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3801        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3802    (convert @0)))
3803
3804 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3805    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3806 (simplify
3807   (view_convert (convert@0 @1))
3808   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3809        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3810        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3811        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3812            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3813                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3814    (view_convert @1)))
3815
3816 /* Simplify a view-converted empty or single-element constructor.  */
3817 (simplify
3818   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3819   (with
3820    { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
3821                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0); }
3822    (switch
3823     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
3824      { build_zero_cst (type); })
3825     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 1
3826          && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (ctor))
3827          && operand_equal_p (TYPE_SIZE (type),
3828                              TYPE_SIZE (TREE_TYPE
3829                                (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value))))
3830      (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value; })))))
3831
3832 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3833    barriers can be removed.  */
3834 (simplify
3835  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3836  @0)
3837 (simplify
3838  (paren (paren@1 @0))
3839  @1)
3840
3841 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3842 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3843  (for icvt (convert float)
3844   (simplify
3845    (ocvt (icvt@1 @0))
3846    (with
3847     {
3848       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3849       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3850       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3851       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3852       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3853       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3854       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3855       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3856       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3857       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3858       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3859       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3860       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3861       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3862       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3863       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3864       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3865       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3866       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3867       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3868     }
3869    (switch
3870     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3871        handled below, if we are converting something to its own
3872        type via an object of identical or wider precision, neither
3873        conversion is needed.  */
3874     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3875           || (GENERIC
3876               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3877          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3878              || (inter_float && final_float))
3879          && inter_prec >= final_prec)
3880      (ocvt @0))
3881
3882     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3883        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3884        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3885        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3886        then we sometimes need the middle conversion.  */
3887     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3888          && (final_int || final_float)
3889          && inter_prec >= inside_prec
3890          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3891      (ocvt @0))
3892
3893     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3894        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3895        final conversion does not change precision we can drop the
3896        intermediate conversion.  */
3897     (if (inside_int && inter_int && final_int
3898          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3899               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3900              || final_prec == inter_prec))
3901      (ocvt @0))
3902
3903     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3904         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3905         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3906         - the intermediate type is narrower than both initial and
3907           final, or
3908         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3909           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3910         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3911           intermediate and final types differ, or
3912         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3913           initial and intermediate types differ.  */
3914     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3915          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3916          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3917          && ! (inside_int && inter_int
3918                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3919                && inter_prec < final_prec)
3920          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3921              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3922          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3923          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3924      (ocvt @0))
3925
3926     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3927        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3928     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3929          && final_int && inter_int && inside_int
3930          && final_prec == inside_prec
3931          && final_prec > inter_prec
3932          && inter_unsignedp)
3933      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3934                               (inside_type,
3935                                wi::mask (inter_prec, false,
3936                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3937
3938     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3939        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3940        floating-point conversion.  */
3941     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3942          && inside_int && inter_float && final_int &&
3943          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3944          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3945      (convert @0)))))))
3946
3947 /* (float_type)(integer_type) x -> trunc (x) if the type of x matches
3948    float_type.  Only do the transformation if we do not need to preserve
3949    trapping behaviour, so require !flag_trapping_math. */
3950 #if GIMPLE
3951 (simplify
3952    (float (fix_trunc @0))
3953    (if (!flag_trapping_math
3954         && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
3955         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_TRUNC, type,
3956                                           OPTIMIZE_FOR_BOTH))
3957       (IFN_TRUNC @0)))
3958 #endif
3959
3960 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3961    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3962    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3963 (simplify
3964   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3965   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3966        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3967        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3968        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3969                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3970    (convert @0)))
3971
3972
3973 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3974 (simplify
3975   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3976   (convert @0))
3977
3978 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3979 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3980      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3981   (simplify
3982    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3983    @0))
3984
3985 /* x / y * y == x -> x % y == 0.  */
3986 (simplify
3987   (eq:c (mult:c (trunc_div:s @0 @1) @1) @0)
3988   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE)
3989     (eq (trunc_mod @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3990
3991 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3992 (for op (plus minus)
3993  (simplify
3994   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3995   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3996        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3997    (with
3998      {
3999        wi::overflow_type overflow;
4000        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
4001                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
4002      }
4003      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
4004          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
4005       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
4006       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
4007        (convert (op (convert:utype @0)
4008                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
4009
4010 /* Canonicalization of binary operations.  */
4011
4012 /* Convert X + -C into X - C.  */
4013 (simplify
4014  (plus @0 REAL_CST@1)
4015  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4016   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
4017    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
4018     (minus @0 { tem; })))))
4019
4020 /* Convert x+x into x*2.  */
4021 (simplify
4022  (plus @0 @0)
4023  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4024   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
4025   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
4026    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
4027
4028 /* 0 - X  ->  -X.  */
4029 (simplify
4030  (minus integer_zerop @1)
4031  (negate @1))
4032 (simplify
4033  (pointer_diff integer_zerop @1)
4034  (negate (convert @1)))
4035
4036 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
4037    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
4038    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
4039 (simplify
4040  (minus real_zerop@0 @1)
4041  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
4042   (negate @1)))
4043
4044 /* Transform x * -1 into -x.  */
4045 (simplify
4046  (mult @0 integer_minus_onep)
4047  (negate @0))
4048
4049 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
4050    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
4051 (simplify
4052  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
4053  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
4054       && single_use (@3)
4055       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
4056   (mult (mult @0 @2) @1)))
4057
4058 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
4059    number.  */
4060 (match compositional_complex
4061  (convert? (complex @0 @1)))
4062
4063 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
4064 (simplify
4065  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
4066  @0)
4067 (simplify
4068  (realpart (complex @0 @1))
4069  @0)
4070 (simplify
4071  (imagpart (complex @0 @1))
4072  @1)
4073
4074 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
4075 (simplify
4076  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
4077  (convert (realpart @0)))
4078 (simplify
4079  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
4080  (convert (negate (imagpart @0))))
4081 (for part (realpart imagpart)
4082  (for op (plus minus)
4083   (simplify
4084    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
4085    (convert (op (part @0) (part @1))))))
4086 (simplify
4087  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4088  (convert (COS @0)))
4089 (simplify
4090  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4091  (convert (SIN @0)))
4092
4093 /* conj(conj(x)) -> x  */
4094 (simplify
4095  (conj (convert? (conj @0)))
4096  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
4097   (convert @0)))
4098
4099 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
4100 (simplify
4101  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
4102  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
4103   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
4104
4105 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
4106 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
4107             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
4108  (simplify
4109   (bswap (bswap @0))
4110   @0)
4111  (simplify
4112   (bswap (bit_not (bswap @0)))
4113   (bit_not @0))
4114  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
4115   (simplify
4116    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
4117    (bitop @0 (bswap @1))))
4118  (for cmp (eq ne)
4119   (simplify
4120    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
4121    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
4122     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
4123   (simplify
4124    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
4125    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
4126     (cmp (convert:ctype @0) (bswap! @1)))))
4127  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
4128  (simplify
4129   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
4130            INTEGER_CST@3)
4131    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4132         && tree_fits_uhwi_p (@2)
4133         && tree_fits_uhwi_p (@3))
4134     (with
4135      {
4136       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
4137       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
4138       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
4139       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
4140       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
4141      }
4142      (if (bits < prec
4143           && mask < (256u>>lo)
4144           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
4145       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
4146        (if (ns == 0)
4147         (bit_and (convert @1) @3)
4148         (with
4149          {
4150           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
4151           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
4152          }
4153          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
4154  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
4155  (simplify
4156   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4157    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4158         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
4159         && tree_fits_uhwi_p (@1))
4160     (with
4161      {
4162       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4163       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
4164       /* If the bswap was extended before the original shift, this
4165          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
4166          the original shift.  */
4167       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
4168      }
4169      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
4170         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
4171      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
4172           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
4173           && TYPE_UNSIGNED (type)
4174           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
4175       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
4176        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
4177       (if (bits + 8 == prec)
4178        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
4179         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
4180         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
4181        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
4182         (with 
4183          {
4184           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
4185           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
4186                                        : signed_char_type_node;
4187          }
4188          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
4189  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
4190  (simplify
4191   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4192    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4193         && tree_fits_uhwi_p (@1)
4194         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
4195     (with
4196      {
4197       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4198       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
4199       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
4200      }
4201      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
4202
4203
4204 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
4205
4206 /* Simplify constant conditions.
4207    Only optimize constant conditions when the selected branch
4208    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
4209    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
4210    Note that we cannot throw away the fold-const.cc variant nor
4211    this one as we depend on doing this transform before possibly
4212    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.cc one can optimize
4213    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
4214    genmatch cannot handle.  */
4215 (simplify
4216  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
4217  (if (integer_zerop (@0))
4218   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
4219    @2)
4220   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
4221    @1)))
4222 (simplify
4223  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
4224  (if (integer_all_onesp (@0))
4225   @1
4226   (if (integer_zerop (@0))
4227    @2)))
4228
4229 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
4230 (for op (negate bit_not abs absu)
4231  (simplify
4232   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
4233   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
4234
4235 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
4236 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
4237          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
4238          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
4239 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
4240  (simplify
4241   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
4242   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
4243
4244 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
4245  (simplify
4246   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
4247   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
4248  (simplify
4249   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
4250   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
4251
4252 #if GIMPLE
4253 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @4)
4254  (bit_and (convert?@4 (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0 @3))
4255            INTEGER_CST@1)
4256  (with {
4257          int ibit = tree_log2 (@0);
4258          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4259        }
4260   (if (ibit == ibit2
4261       && ibit >= 0
4262       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4263
4264 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4265  (bit_and (convert?@3 (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0))
4266           INTEGER_CST@1)
4267  (with {
4268          int ibit = tree_log2 (@0);
4269          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4270        }
4271   (if (ibit == ibit2
4272       && ibit >= 0
4273       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4274
4275 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4276  (bit_and:c
4277   (convert1?@4
4278    (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@5 @6)) @3))
4279   (convert2? @0))
4280  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4281
4282 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4283  (bit_and:c
4284   (convert1?@4
4285    (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@3 @5))))
4286   (convert2? @0))
4287  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4288
4289 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4290  (bit_and@4 (convert?@3 (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 INTEGER_CST@0 @5))
4291             INTEGER_CST@1)
4292  (with {
4293          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4294                                               TYPE_PRECISION(type)));
4295          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4296        }
4297   (if (ibit == ibit2
4298       && ibit >= 0
4299       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4300
4301 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4302  (bit_and@4
4303   (convert?@3 (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 INTEGER_CST@0))
4304   INTEGER_CST@1)
4305  (with {
4306          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4307                                               TYPE_PRECISION(type)));
4308          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4309        }
4310   (if (ibit == ibit2
4311       && ibit >= 0
4312       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4313
4314 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4315  (bit_and:c
4316   (convert1?@3
4317    (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7))) @5))
4318   (convert2? @0))
4319  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4320
4321 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4322  (bit_and:c
4323   (convert1?@3
4324    (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7)))))
4325   (convert2? @0))
4326   (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4327
4328 #endif
4329
4330 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
4331    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
4332    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
4333 (simplify
4334  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
4335  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4336   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
4337 (simplify
4338  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
4339  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4340   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
4341 (simplify
4342  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
4343  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4344   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4345 (simplify
4346  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
4347  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4348   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4349
4350 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
4351 (simplify
4352  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
4353  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4354   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
4355 (simplify
4356  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4357  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4358   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
4359 (simplify
4360  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
4361  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4362   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4363 (simplify
4364  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4365  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4366   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4367
4368 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
4369    types are compatible.  */
4370 (simplify
4371  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
4372  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
4373       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4374   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
4375    (bit_not @0)
4376    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
4377     @0))))
4378
4379 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
4380 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
4381    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
4382 #if GIMPLE
4383 (simplify
4384  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
4385  (switch
4386   (if (integer_zerop (@2))
4387    (switch
4388     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
4389     (if (integer_onep (@1))
4390      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
4391     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
4392     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
4393      (with {
4394        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
4395       }
4396       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))
4397     /* a ? -1 : 0 -> -a.  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4398        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4399     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
4400      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))))
4401   (if (integer_zerop (@1))
4402    (with {
4403       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
4404     }
4405     (switch
4406      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
4407      (if (integer_onep (@2))
4408       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
4409      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
4410      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
4411       (with {
4412         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
4413        }
4414        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
4415         { shift; })))
4416      /* a ? -1 : 0 -> -(!a).  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4417        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4418      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
4419       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
4420     )
4421    )
4422   )
4423  )
4424 )
4425 #endif
4426
4427 (simplify
4428  (convert (cond@0 @1 INTEGER_CST@2 INTEGER_CST@3))
4429  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4430       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4431   (cond @1 (convert @2) (convert @3))))
4432
4433 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
4434    be extended.  */
4435 /* This pattern implements two kinds simplification:
4436
4437    Case 1)
4438    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
4439      1) Conversions are type widening from smaller type.
4440      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
4441      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
4442    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
4443    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
4444    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
4445    referred var is always benefitial for complicated cases.
4446
4447    Case 2)
4448    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
4449 (for cmp (lt le gt ge eq)
4450  (simplify
4451   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
4452   (with
4453    {
4454      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
4455      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
4456      enum tree_code code = ERROR_MARK;
4457
4458      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
4459          && int_fits_type_p (@2, from_type)
4460          && (types_match (c1_type, from_type)
4461              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4462                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4463                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
4464          && (types_match (c2_type, from_type)
4465              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4466                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4467                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
4468        {
4469          if (cmp != EQ_EXPR)
4470            {
4471              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
4472                {
4473                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4474                  if (cmp == LE_EXPR)
4475                    code = LT_EXPR;
4476                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4477                  if (cmp == GT_EXPR)
4478                    code = GE_EXPR;
4479                }
4480              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
4481                {
4482                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4483                  if (cmp == LT_EXPR)
4484                    code = LE_EXPR;
4485                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4486                  if (cmp == GE_EXPR)
4487                    code = GT_EXPR;
4488                }
4489              if (code != ERROR_MARK
4490                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
4491                {
4492                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4493                    code = MIN_EXPR;
4494                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4495                    code = MAX_EXPR;
4496                }
4497            }
4498          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
4499          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
4500            code = EQ_EXPR;
4501        }
4502    }
4503    (if (code == MAX_EXPR)
4504     (convert (max @1 (convert @2)))
4505     (if (code == MIN_EXPR)
4506      (convert (min @1 (convert @2)))
4507      (if (code == EQ_EXPR)
4508       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4509                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4510
4511 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4512
4513      1) OP is PLUS or MINUS.
4514      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4515      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4516
4517    This pattern also handles special cases like:
4518
4519      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4520         integer zero.  In this case,
4521           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4522           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4523      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4524         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4525         code.
4526
4527    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4528    simplified at the moment because C standard requires additional
4529    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4530    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4531 (for op (plus minus)
4532  (for cmp (lt le gt ge)
4533   (simplify
4534    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4535    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4536     (if (types_match (from_type, to_type)
4537          /* Check if it is special case A).  */
4538          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4539              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4540              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4541              && integer_zerop (@1)
4542              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4543      (with
4544       {
4545         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4546         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4547         wide_int real_c1;
4548         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4549         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4550         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4551         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4552
4553         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4554             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4555             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4556         if (!types_match (from_type, to_type))
4557           {
4558             if (cmp_code == LT_EXPR)
4559               cmp_code = GT_EXPR;
4560             if (cmp_code == GE_EXPR)
4561               cmp_code = LE_EXPR;
4562             c1 = wi::max_value (to_type);
4563           }
4564         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4565            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4566            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4567            if it is undefined.  */
4568         if (op == PLUS_EXPR)
4569           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4570         else
4571           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4572
4573         code = cmp_code;
4574         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4575           {
4576             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4577                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4578             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4579                 && !overflow)
4580               {
4581                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4582                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4583                   code = LT_EXPR;
4584                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4585                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4586                   code = GE_EXPR;
4587               }
4588             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4589                 && !overflow)
4590               {
4591                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4592                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4593                   code = LE_EXPR;
4594                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4595                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4596                   code = GT_EXPR;
4597               }
4598             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4599               {
4600                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4601                   code = MIN_EXPR;
4602                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4603                   code = MAX_EXPR;
4604               }
4605           }
4606       }
4607       (if (code == MAX_EXPR)
4608        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4609            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4610        (if (code == MIN_EXPR)
4611         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4612             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4613
4614 #if GIMPLE
4615 /* A >= B ? A : B -> max (A, B) and friends.  The code is still
4616    in fold_cond_expr_with_comparison for GENERIC folding with
4617    some extra constraints.  */
4618 (for cmp (eq ne le lt unle unlt ge gt unge ungt uneq ltgt)
4619  (simplify
4620   (cond (cmp:c (nop_convert1?@c0 @0) (nop_convert2?@c1 @1))
4621         (convert3? @0) (convert4? @1))
4622   (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4623        && (/* Allow widening conversions of the compare operands as data.  */
4624            (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4625             && types_match (TREE_TYPE (@c0), TREE_TYPE (@0))
4626             && types_match (TREE_TYPE (@c1), TREE_TYPE (@1))
4627             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) <= TYPE_PRECISION (type)
4628             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) <= TYPE_PRECISION (type))
4629            /* Or sign conversions for the comparison.  */
4630            || (types_match (type, TREE_TYPE (@0))
4631                && types_match (type, TREE_TYPE (@1)))))
4632    (switch
4633     (if (cmp == EQ_EXPR)
4634      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4635       (view_convert @c1)
4636       (convert @c1)))
4637     (if (cmp == NE_EXPR)
4638      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4639       (view_convert @c0)
4640       (convert @c0)))
4641     (if (cmp == LE_EXPR || cmp == UNLE_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == UNLT_EXPR)
4642      (if (!HONOR_NANS (type))
4643       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4644        (view_convert (min @c0 @c1))
4645        (convert (min @c0 @c1)))))
4646     (if (cmp == GE_EXPR || cmp == UNGE_EXPR || cmp == GT_EXPR || cmp == UNGT_EXPR)
4647      (if (!HONOR_NANS (type))
4648       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4649        (view_convert (max @c0 @c1))
4650        (convert (max @c0 @c1)))))
4651     (if (cmp == UNEQ_EXPR)
4652      (if (!HONOR_NANS (type))
4653       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4654        (view_convert @c1)
4655        (convert @c1))))
4656     (if (cmp == LTGT_EXPR)
4657      (if (!HONOR_NANS (type))
4658       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4659        (view_convert @c0)
4660        (convert @c0))))))))
4661 #endif
4662
4663 /* X != C1 ? -X : C2 simplifies to -X when -C1 == C2.  */
4664 (simplify
4665  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (negate@3 @0) INTEGER_CST@2)
4666  (if (!TYPE_SATURATING (type)
4667       && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
4668           || !wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1)))
4669       && wi::eq_p (wi::neg (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4670   @3))
4671
4672 /* X != C1 ? ~X : C2 simplifies to ~X when ~C1 == C2.  */
4673 (simplify
4674  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (bit_not@3 @0) INTEGER_CST@2)
4675  (if (wi::eq_p (wi::bit_not (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4676   @3))
4677
4678 /* (X + 1) > Y ? -X : 1 simplifies to X >= Y ? -X : 1 when
4679    X is unsigned, as when X + 1 overflows, X is -1, so -X == 1.  */
4680 (simplify
4681  (cond (gt (plus @0 integer_onep) @1) (negate @0) integer_onep@2)
4682  (if (TYPE_UNSIGNED (type))
4683   (cond (ge @0 @1) (negate @0) @2)))
4684
4685 (for cnd (cond vec_cond)
4686  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4687  (simplify
4688   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4689   (cnd @0 @1 @3))
4690  (simplify
4691   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4692   (cnd @0 @1 @3))
4693  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4694  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4695     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4696     The following is still important to merge then and else arm cases
4697     from if-conversion.  */
4698  (simplify
4699   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4700   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4701    (cnd @0 @1 @3)))
4702  (simplify
4703   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4704   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4705    (cnd @0 @3 @4)))
4706
4707  /* A ? B : B -> B.  */
4708  (simplify
4709   (cnd @0 @1 @1)
4710   @1)
4711
4712  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4713  (simplify
4714   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4715   (cnd @0 @2 @1)))
4716
4717 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4718    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4719    Need to handle UN* comparisons.
4720
4721    None of these transformations work for modes with signed
4722    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4723    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4724    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4725    even though the original expressions could be positive or
4726    negative, depending on the sign of A.
4727
4728    Note that all these transformations are correct if A is
4729    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4730
4731 (for cnd (cond vec_cond)
4732  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4733  (for cmp (eq uneq)
4734   (simplify
4735    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4736     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4737      @1))
4738   (simplify
4739    (cnd (cmp @0 zerop) integer_zerop (negate@1 @0))
4740     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4741      @1))
4742  )
4743  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4744  (for cmp (ne ltgt)
4745   (simplify
4746    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4747     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4748      @0))
4749   (simplify
4750    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4751     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4752      @0))
4753  )
4754  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4755  (for cmp (ge gt)
4756   (simplify
4757    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4758     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4759          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4760      (abs @0))))
4761  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4762  (for cmp (le lt)
4763   (simplify
4764    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4765     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4766          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4767      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4768           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4769       (with {
4770         tree utype = unsigned_type_for (type);
4771        }
4772        (convert (negate (absu:utype @0))))
4773        (negate (abs @0)))))
4774  )
4775 )
4776
4777 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4778 (simplify
4779  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4780  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4781       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4782       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4783       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4784       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4785   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4786
4787 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4788    return all -1 or all 0 results.  */
4789 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4790    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4791 (simplify
4792  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4793  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4794       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4795                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4796       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4797           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4798   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4799
4800 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4801 (simplify
4802  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4803  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4804       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4805                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4806       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4807           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4808   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4809
4810
4811 /* Simplifications of comparisons.  */
4812
4813 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4814    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4815    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4816 (for cmp  (le gt)
4817      acmp (lt ge)
4818  (simplify
4819   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4820   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4821    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4822      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4823                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4824                                                      wi::to_wide (cst)
4825                                                      + 1)); })))))
4826 (for cmp  (ge lt)
4827      acmp (gt le)
4828  (simplify
4829   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4830   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4831    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
4832     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4833                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4834                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
4835
4836 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
4837    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
4838    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
4839    that with expression code iteration.  */
4840 (for cmp (tcc_comparison)
4841      icmp (inverted_tcc_comparison)
4842      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
4843  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
4844     and handle some more cases by using
4845       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
4846     here but for that genmatch would need to "inline" that.
4847     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
4848  (simplify
4849   (bit_not (cmp @0 @1))
4850   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4851        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
4852    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
4853       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
4854       a computed operator in the replacement tree thus we have
4855       to play the trick below.  */
4856    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4857              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4858     (if (ic == icmp)
4859      (icmp @0 @1)
4860      (if (ic == ncmp)
4861       (ncmp @0 @1))))))
4862  (simplify
4863   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
4864   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4865             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4866    (if (ic == icmp)
4867     (icmp @0 @1)
4868     (if (ic == ncmp)
4869      (ncmp @0 @1)))))
4870  /* The following bits are handled by fold_binary_op_with_conditional_arg.  */
4871  (simplify
4872   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4873   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4874    (cmp @0 @1)))
4875  (simplify
4876   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4877   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4878    (cmp @0 @1)))
4879  (simplify
4880   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4881   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4882    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4883              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4884     (if (ic == icmp)
4885      (icmp @0 @1)
4886      (if (ic == ncmp)
4887       (ncmp @0 @1))))))
4888  (simplify
4889   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4890   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4891    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4892              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4893     (if (ic == icmp)
4894      (icmp @0 @1)
4895      (if (ic == ncmp)
4896       (ncmp @0 @1)))))))
4897
4898 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
4899    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
4900    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
4901    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
4902    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
4903 (for cmp (eq ne)
4904  (for sub (minus pointer_diff)
4905   (simplify
4906    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
4907    (if (single_use (@2))
4908     (cmp @0 @1)))))
4909
4910 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
4911    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
4912 (for cmp (lt ge)
4913  (simplify
4914   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
4915    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4916         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4917         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4918     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4919 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
4920    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
4921 (simplify
4922  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
4923   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4924        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4925        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4926    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4927
4928 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
4929    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
4930    often enough for folding it to be of value.  One example is in
4931    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
4932 (for cmp (simple_comparison)
4933      scmp (swapped_simple_comparison)
4934  (simplify
4935   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
4936   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
4937   (if (integer_zerop (@1))
4938    (cmp @1 @2)
4939    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4940         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4941         && single_use (@3))
4942     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
4943     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
4944      (scmp @0 @2)
4945      (cmp @0 @2))))))
4946
4947 /* For integral types with undefined overflow fold
4948    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
4949    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
4950    Z / 2^n Z.  */
4951 (for cmp (eq ne)
4952  (simplify
4953   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4954   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4955        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4956        && wi::to_wide (@1) != 0)
4957    (with { widest_int quot; }
4958     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
4959                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
4960      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
4961      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4962    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4963         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4964         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
4965     (cmp @0
4966      {
4967        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4968        int p = TYPE_PRECISION (itype);
4969        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
4970        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
4971        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
4972                                     p, TYPE_SIGN (itype));
4973        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
4974      })))))
4975
4976 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
4977    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
4978 (for cmp (eq ge le)
4979  (simplify
4980   (cmp @0 @0)
4981   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4982        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
4983    { constant_boolean_node (true, type); }
4984    (if (cmp != EQ_EXPR
4985         /* With -ftrapping-math conversion to EQ loses an exception.  */
4986         && (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4987             || ! flag_trapping_math))
4988     (eq @0 @0)))))
4989 (for cmp (ne gt lt)
4990  (simplify
4991   (cmp @0 @0)
4992   (if (cmp != NE_EXPR
4993        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4994        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
4995    { constant_boolean_node (false, type); })))
4996 (for cmp (unle unge uneq)
4997  (simplify
4998   (cmp @0 @0)
4999   { constant_boolean_node (true, type); }))
5000 (for cmp (unlt ungt)
5001  (simplify
5002   (cmp @0 @0)
5003   (unordered @0 @0)))
5004 (simplify
5005  (ltgt @0 @0)
5006  (if (!flag_trapping_math || !tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5007   { constant_boolean_node (false, type); }))
5008
5009 /* x == ~x -> false */
5010 /* x != ~x -> true */
5011 (for cmp (eq ne)
5012  (simplify
5013   (cmp:c @0 (bit_not @0))
5014   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5015
5016 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
5017 (for cmp (simple_comparison)
5018  (simplify
5019   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
5020   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
5021    (cmp @1 @0))))
5022
5023 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
5024 (for cmp (simple_comparison)
5025      scmp (swapped_simple_comparison)
5026  (simplify
5027   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5028   (if (single_use (@2)
5029        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
5030    (scmp @0 (bit_not @1)))))
5031
5032 (for cmp (simple_comparison)
5033  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
5034  (simplify
5035   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
5036   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5037        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5038            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5039        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5040            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
5041    (with
5042     {
5043       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5044       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
5045         {
5046           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
5047           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
5048               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
5049             type1 = float_type_node;
5050           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
5051               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
5052             type1 = double_type_node;
5053         }
5054       tree newtype
5055         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
5056            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
5057     }
5058     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
5059      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
5060
5061  (simplify
5062   (cmp @0 REAL_CST@1)
5063   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
5064   (switch
5065    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
5066    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
5067     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
5068    /* (-0) CMP b -> 0 CMP b.  */
5069    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5070         && REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@0)))
5071     (cmp { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); } @1))
5072    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
5073    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5074         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1)
5075         && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5076     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5077    /* NaN != y is always true, other ops are always false.  */
5078    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5079         && REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@0))
5080         && !tree_expr_signaling_nan_p (@0)
5081         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1))
5082     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5083    /* Fold comparisons against infinity.  */
5084    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
5085         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
5086     (with
5087      {
5088        REAL_VALUE_TYPE max;
5089        enum tree_code code = cmp;
5090        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
5091        if (neg)
5092          code = swap_tree_comparison (code);
5093      }
5094      (switch
5095       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
5096       (if (code == GT_EXPR
5097            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5098        { constant_boolean_node (false, type); })
5099       (if (code == LE_EXPR)
5100        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
5101        (if (! HONOR_NANS (@0))
5102         { constant_boolean_node (true, type); }
5103         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
5104            an "invalid" exception.  */
5105         (if (!flag_trapping_math)
5106          (eq @0 @0))))
5107       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
5108          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
5109       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5110            || code == GE_EXPR)
5111        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5112         (if (neg)
5113          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5114          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5115       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
5116       (if (code == LT_EXPR)
5117        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5118         (if (neg)
5119          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5120          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5121       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
5122          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
5123       (if (code == NE_EXPR)
5124        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5125         (if (! HONOR_NANS (@0))
5126          (if (neg)
5127           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5128           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
5129          (if (neg)
5130           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5131           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
5132
5133  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
5134     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
5135     comparison with a revised real constant as long as no overflow
5136     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
5137  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5138   (for op (plus minus)
5139    (simplify
5140     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5141     (with
5142      {
5143        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
5144                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
5145      }
5146      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5147       (cmp @0 { tem; }))))))
5148
5149  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
5150     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
5151     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
5152     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
5153  (if (flag_associative_math)
5154   (simplify
5155    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
5156    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
5157     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5158      (cmp { tem; } @1)))))
5159
5160  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
5161  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
5162   (for sq (SQRT)
5163    (simplify
5164     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
5165     (switch
5166      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
5167       (switch
5168        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
5169        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5170         { constant_boolean_node (false, type); })
5171        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
5172           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
5173        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
5174         { constant_boolean_node (true, type); })
5175        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
5176        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
5177      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5178       (switch
5179        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
5180        (if (cmp == LT_EXPR)
5181         { constant_boolean_node (false, type); })
5182        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
5183        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
5184         { constant_boolean_node (true, type); })
5185        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
5186        (if (cmp == LE_EXPR)
5187         (eq @0 @1))
5188        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
5189           == or !=.  In the last case:
5190
5191             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
5192
5193           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
5194           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
5195        (cmp @0 @1)))
5196      (if ((cmp == LT_EXPR
5197            || cmp == LE_EXPR
5198            || cmp == GT_EXPR
5199            || cmp == GE_EXPR)
5200           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5201           /* Give up for -frounding-math.  */
5202           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
5203       (with
5204        {
5205          REAL_VALUE_TYPE c2;
5206          enum tree_code ncmp = cmp;
5207          const real_format *fmt
5208            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
5209          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
5210                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
5211          real_convert (&c2, fmt, &c2);
5212          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
5213             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
5214          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
5215            {
5216              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5217                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
5218              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5219                ncmp = ERROR_MARK;
5220              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5221                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
5222                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
5223              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5224                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
5225                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
5226              else
5227                {
5228                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
5229                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
5230                     to be adjusted.  */
5231                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
5232                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5233                    tow = dconst0;
5234                  else
5235                    real_inf (&tow);
5236                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
5237                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
5238                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
5239                    ncmp = ERROR_MARK;
5240                  else
5241                    {
5242                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5243                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
5244                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5245                        ncmp = ERROR_MARK;
5246                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
5247                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
5248                        c2 = c2alt;
5249                    }
5250                }
5251            }
5252        }
5253        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5254         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5255          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
5256          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
5257           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5258           { constant_boolean_node (false, type); })
5259          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
5260          (if (ncmp != ERROR_MARK)
5261           (if (ncmp == GE_EXPR)
5262            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5263            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5264         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
5265         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5266          (switch
5267           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
5268              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
5269           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5270            { constant_boolean_node (true, type); })
5271           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
5272              don't care about NaNs.  */
5273           (if (! HONOR_NANS (@0))
5274            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5275           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
5276              don't care about Infinities.  */
5277           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
5278            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
5279           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
5280           (if (GENERIC)
5281            (truth_andif
5282             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5283             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5284          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
5285          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
5286           (if (ncmp == LT_EXPR)
5287            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5288            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5289           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
5290           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
5291            (if (ncmp == LT_EXPR)
5292             (truth_andif
5293              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5294              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5295             (truth_andif
5296              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5297              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
5298    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
5299    (simplify
5300     (cmp (sq @0) (sq @1))
5301       (if (! HONOR_NANS (@0))
5302         (cmp @0 @1))))))
5303
5304 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
5305 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5306      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
5307  (simplify
5308   (cmp (float@0 @1) (float @2))
5309    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5310         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5311     (with
5312      {
5313        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
5314        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5315        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
5316        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
5317        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
5318      }
5319      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
5320           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
5321       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
5322        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
5323        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
5324             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
5325         (icmp @1 (convert @2))
5326         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
5327              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
5328          (icmp (convert:type2 @1) @2)
5329          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
5330               && type1_signed_p == type2_signed_p)
5331           (icmp @1 @2))))))))))
5332
5333 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
5334 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
5335      icmp (le le eq ne ge ge)
5336  (simplify
5337   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
5338    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5339         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5340     (with
5341      {
5342        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5343        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
5344        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5345        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
5346           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
5347           TODO: relax under -fno-trapping-math or
5348           -fno-signaling-nans.  */
5349        bool exception_p
5350          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
5351                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
5352      }
5353      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
5354         -fno-trapping-math.  */
5355      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
5356       (with
5357        {
5358          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
5359          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
5360          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
5361          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
5362
5363          REAL_VALUE_TYPE icst;
5364          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5365            real_ceil (&icst, fmt, cst);
5366          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5367            real_floor (&icst, fmt, cst);
5368          else
5369            real_trunc (&icst, fmt, cst);
5370
5371          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
5372
5373          bool overflow_p = false;
5374          wide_int icst_val
5375            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
5376        }
5377        (switch
5378         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
5379         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
5380          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5381                                   type); })
5382         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
5383          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5384                                   type); })
5385         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
5386         (if (cst_int_p)
5387          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
5388                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
5389         )
5390         /* When CST is fractional, optimize
5391             (FTYPE) N == CST -> 0
5392             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
5393         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5394          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5395         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
5396         (with
5397          {
5398            gcc_checking_assert (!overflow_p);
5399          }
5400          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
5401
5402 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
5403 (for cmp (eq ne)
5404  (simplify
5405   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
5406   (if (!integer_zerop (@1))
5407    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
5408     (cmp @0 @2)
5409     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5410      (with
5411       {
5412         wi::overflow_type ovf;
5413         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5414                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5415       }
5416       (if (ovf)
5417        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5418        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
5419 (for cmp (lt le gt ge)
5420  (simplify
5421   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5422   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5423    (with
5424     {
5425       wi::overflow_type ovf;
5426       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5427                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5428     }
5429     (if (ovf)
5430      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
5431                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
5432                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
5433      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
5434
5435 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
5436
5437    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
5438    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
5439    multiplication computed modulo 2^size.
5440    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
5441 (for cmp  (lt le gt ge)
5442      cmp2 (ge ge lt lt)
5443  (simplify
5444   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5445   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
5446        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5447        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5448    (with
5449     {
5450       tree utype = TREE_TYPE (@2);
5451       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
5452       wide_int right = wi::to_wide (@2);
5453       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5454       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5455       bool small = wi::leu_p (right, smax);
5456       bool large = wi::geu_p (right, smin);
5457     }
5458     (if (small || large)
5459      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
5460      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
5461
5462 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
5463 (simplify
5464  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
5465  (if (types_match (@0, @1))
5466   (unordered @0 @1)))
5467 (simplify
5468  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
5469  (if (types_match (@0, @1))
5470   (ordered @0 @1)))
5471 (simplify
5472  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
5473  @2)
5474 (simplify
5475  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
5476  @2)
5477
5478 /* Simple range test simplifications.  */
5479 /* A < B || A >= B -> true.  */
5480 (for test1 (lt le le le ne ge)
5481      test2 (ge gt ge ne eq ne)
5482  (simplify
5483   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5484   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5485        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5486    { constant_boolean_node (true, type); })))
5487 /* A < B && A >= B -> false.  */
5488 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
5489      test2 (ge gt eq gt eq gt)
5490  (simplify
5491   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5492   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5493        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5494    { constant_boolean_node (false, type); })))
5495
5496 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
5497    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
5498
5499    Note that comparisons
5500      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
5501      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
5502    will be canonicalized to above so there's no need to
5503    consider them here.
5504  */
5505
5506 (for cmp (le gt)
5507      eqcmp (eq ne)
5508  (simplify
5509   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
5510   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5511    (with
5512     {
5513      tree ty = TREE_TYPE (@0);
5514      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
5515      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
5516      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
5517      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
5518     }
5519     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
5520          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
5521       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
5522              { build_zero_cst (ty); }))))))
5523
5524 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
5525 (for cmp (tcc_comparison)
5526      scmp (swapped_tcc_comparison)
5527  (simplify
5528   (cmp (negate @0) (negate @1))
5529   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5530        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5531            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5532    (scmp @0 @1)))
5533  (simplify
5534   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5535   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5536        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5537            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5538    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
5539     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5540      (scmp @0 { tem; }))))))
5541
5542 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
5543 (for op (eq ne)
5544  (simplify
5545   (op (abs @0) zerop@1)
5546   (op @0 @1)))
5547
5548 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
5549    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
5550 (for cmp (simple_comparison)
5551  (simplify
5552   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
5553   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5554        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
5555           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
5556        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
5557             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5558                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
5559                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
5560                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
5561        && single_use (@0))
5562    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5563         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5564             || @1 != @10)
5565         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5566             || cmp == NE_EXPR
5567             || cmp == EQ_EXPR)
5568         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5569         /* (int)bool:32 != (int)uint is not the same as
5570            bool:32 != (bool:32)uint since boolean types only have two valid
5571            values independent of their precision.  */
5572         && (TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) != BOOLEAN_TYPE
5573             || TREE_CODE (TREE_TYPE (@10)) == BOOLEAN_TYPE))
5574     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
5575        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
5576        constant which fold_convert produces.  */
5577     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5578      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
5579                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
5580      (cmp @00 (convert @1)))
5581
5582     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
5583      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
5584      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5585            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5586            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5587                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
5588           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
5589               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
5590                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
5591                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5592                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
5593               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5594                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5595                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
5596       (cmp @00 (convert @10))
5597       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5598            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5599            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
5600        (with
5601         {
5602           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5603           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5604           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
5605           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
5606         }
5607         (if (above || below)
5608          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5609           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
5610           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5611            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
5612            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5613             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
5614
5615 (for cmp (eq ne)
5616  (simplify
5617   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
5618   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
5619   (with
5620    { poly_int64 off; tree base; }
5621    /* A local variable can never be pointed to by
5622       the default SSA name of an incoming parameter.  */
5623    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
5624         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
5625         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
5626         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5627         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5628     (if (cmp == NE_EXPR)
5629      { constant_boolean_node (true, type); }
5630      { constant_boolean_node (false, type); })
5631     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5632     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
5633          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5634          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5635      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5636       (if (known_ne (off, 0))
5637        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5638        (if (known_eq (off, 0))
5639         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5640
5641 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5642 (for cmp (eq ne)
5643
5644  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5645     Similarly for NE_EXPR.  */
5646  (simplify
5647   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5648   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5649        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5650    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5651
5652  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5653  (simplify
5654   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5655   (cmp @0 @1))
5656
5657  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5658     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5659  (simplify
5660   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5661   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5662
5663  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5664  (simplify
5665   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5666   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5667  (simplify
5668   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5669   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5670        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5671        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5672        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5673        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5674        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5675    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5676         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5677
5678  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5679  (simplify
5680   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5681   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5682
5683  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5684  (simplify
5685   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5686   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5687    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5688
5689  (simplify
5690   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5691   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5692    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5693
5694  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5695  (simplify
5696   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5697   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5698
5699 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5700    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5701    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5702    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5703 (for cmp (eq ne)
5704      ncmp (ge lt)
5705  (for sgncmp (ge lt)
5706   (simplify
5707    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5708    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5709         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5710         && types_match (@0, @1))
5711     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5712 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5713    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5714 (for cmp (eq ne)
5715      ncmp (lt ge)
5716  (simplify
5717   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5718    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5719         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5720         && types_match (@0, @1))
5721     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5722
5723 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5724    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5725 (for cmp (eq ne)
5726      icmp (ne eq)
5727  (simplify
5728   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5729   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5730
5731 /* From fold_binary_op_with_conditional_arg handle the case of
5732    rewriting (a ? b : c) > d to a ? (b > d) : (c > d) when the
5733    compares simplify.  */
5734 (for cmp (simple_comparison)
5735  (simplify
5736   (cmp:c (cond @0 @1 @2) @3)
5737   /* Do not move possibly trapping operations into the conditional as this
5738      pessimizes code and causes gimplification issues when applied late.  */
5739   (if (!FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5740        || operation_could_trap_p (cmp, true, false, @3))
5741    (cond @0 (cmp! @1 @3) (cmp! @2 @3)))))
5742
5743 (for cmp (ge lt)
5744 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5745 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5746  (simplify
5747   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5748    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5749         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5750         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5751         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5752     (with
5753      {
5754        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5755      }
5756     (if (cmp == LT_EXPR)
5757      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5758      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5759 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5760 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5761  (simplify
5762   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5763    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5764         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5765         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5766         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5767     (with
5768      {
5769        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5770      }
5771     (if (cmp == GE_EXPR)
5772      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5773      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5774
5775 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5776    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5777 (simplify
5778  (cond
5779   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5780   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5781  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5782   (with {
5783      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5784                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5785    }
5786    (if (shift > 0)
5787     (bit_and
5788      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5789     (bit_and
5790      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5791      @2)))))
5792
5793 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5794    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5795 (for cmp (eq ne)
5796      ncmp (ge lt)
5797  (simplify
5798   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5799   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5800        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5801        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5802        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5803    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5804     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5805
5806 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5807    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5808 (simplify
5809  (cond
5810   (lt @0 integer_zerop)
5811   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5812  (if (integer_pow2p (@1)
5813       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5814   (with {
5815     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5816    }
5817    (if (shift >= 0)
5818     (bit_and
5819      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
5820      @1)
5821     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
5822        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
5823     (bit_and (convert @0) @1)))))
5824
5825 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
5826    This implements some remaining parts of fold_comparison address
5827    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
5828    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
5829 (for cmp (simple_comparison)
5830  (simplify
5831   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
5832   (with
5833    {
5834      poly_int64 off0, off1;
5835      tree base0, base1;
5836      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
5837                                   off0, off1, GENERIC);
5838    }
5839    (if (equal == 1)
5840     (switch
5841      (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5842       { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
5843      (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5844       { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
5845      (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
5846       { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
5847      (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
5848       { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
5849      (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
5850       { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
5851      (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
5852       { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
5853     (if (equal == 0)
5854      (switch
5855       (if (cmp == EQ_EXPR)
5856        { constant_boolean_node (false, type); })
5857       (if (cmp == NE_EXPR)
5858        { constant_boolean_node (true, type); })))))))
5859
5860 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
5861 (for neeq (ne eq)
5862  (simplify
5863   (neeq @0 @1)
5864   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5865        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
5866    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
5867
5868 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
5869    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
5870    Disable the transform if either operand is pointer to function.
5871    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
5872    canonicalizaion is not wanted.  */
5873
5874 (for cmp (ne eq)
5875  (simplify
5876   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
5877   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5878          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5879          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5880          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
5881             type when sanitizing.  See PR101210.  */
5882          && !(GENERIC
5883               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
5884               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
5885         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5886             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5887             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
5888        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
5889    (cmp @0 (convert @1)))))
5890
5891 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
5892 (for cmp (lt gt le ge)
5893  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
5894     the specified precision will have known values.  */
5895  (simplify
5896   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
5897   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5898         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5899         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5900        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
5901    (with
5902     {
5903       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
5904       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
5905       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
5906       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
5907       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
5908       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
5909     }
5910     (switch
5911      (if (wi::to_wide (cst) == max)
5912       (switch
5913        (if (cmp == GT_EXPR)
5914         { constant_boolean_node (false, type); })
5915        (if (cmp == GE_EXPR)
5916         (eq @2 @1))
5917        (if (cmp == LE_EXPR)
5918         { constant_boolean_node (true, type); })
5919        (if (cmp == LT_EXPR)
5920         (ne @2 @1))))
5921      (if (wi::to_wide (cst) == min)
5922       (switch
5923        (if (cmp == LT_EXPR)
5924         { constant_boolean_node (false, type); })
5925        (if (cmp == LE_EXPR)
5926         (eq @2 @1))
5927        (if (cmp == GE_EXPR)
5928         { constant_boolean_node (true, type); })
5929        (if (cmp == GT_EXPR)
5930         (ne @2 @1))))
5931      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
5932       (switch
5933        (if (cmp == GT_EXPR)
5934         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5935                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5936                                                       wi::to_wide (cst)
5937                                                       + 1)); }))
5938        (if (cmp == LE_EXPR)
5939         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5940                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5941                                                       wi::to_wide (cst)
5942                                                       + 1)); }))))
5943      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
5944       (switch
5945        (if (cmp == GE_EXPR)
5946         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5947                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5948                                                       wi::to_wide (cst)
5949                                                       - 1)); }))
5950        (if (cmp == LT_EXPR)
5951         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5952                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5953                                                       wi::to_wide (cst)
5954                                                       - 1)); }))))
5955      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
5956           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
5957           /* We will flip the signedness of the comparison operator
5958              associated with the mode of @1, so the sign bit is
5959              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
5960              max associated with this sign bit.  */
5961           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
5962           /* signed_type does not work on pointer types.  */
5963           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
5964       /* The following case also applies to X < signed_max+1
5965          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
5966       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5967        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5968         (switch
5969          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
5970           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5971          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
5972           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5973          (if (cmp == LE_EXPR)
5974           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5975          (if (cmp == GT_EXPR)
5976           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
5977
5978 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5979  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
5980  (simplify
5981   (cmp @0 REAL_CST@1)
5982   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5983        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
5984    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
5985                             ? false : true, type); })))
5986
5987 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5988 (simplify
5989   (unordered @0 @1)
5990   (switch
5991     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5992         { constant_boolean_node (true, type); })
5993     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5994         { constant_boolean_node (false, type); })))
5995
5996 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5997 (simplify
5998   (ordered @0 @1)
5999   (switch
6000     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
6001         { constant_boolean_node (false, type); })
6002     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
6003         { constant_boolean_node (true, type); })))
6004
6005 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
6006 (simplify
6007  (ne @0 integer_zerop)
6008  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
6009       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
6010   (non_lvalue @0)))
6011 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
6012 (simplify
6013  (eq @0 integer_onep)
6014  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
6015       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
6016   (non_lvalue @0)))
6017 /* Do not handle
6018    bool_var == 0 becomes !bool_var or
6019    bool_var != 1 becomes !bool_var
6020    here because that only is good in assignment context as long
6021    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
6022    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
6023    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
6024
6025 /* Transform comparisons of the form (X & Y) CMP 0 to X CMP2 Z
6026    where ~Y + 1 == pow2 and Z = ~Y.  */
6027 (for cst (VECTOR_CST INTEGER_CST)
6028  (for cmp (eq ne)
6029       icmp (le gt)
6030   (simplify
6031    (cmp (bit_and:c@2 @0 cst@1) integer_zerop)
6032     (with { tree csts = bitmask_inv_cst_vector_p (@1); }
6033      (if (csts && (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || single_use (@2)))
6034       (with { auto optab = VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6035                          ? optab_vector : optab_default;
6036               tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6037        (if (target_supports_op_p (utype, icmp, optab)
6038             || (optimize_vectors_before_lowering_p ()
6039                 && (!target_supports_op_p (type, cmp, optab)
6040                     || !target_supports_op_p (type, BIT_AND_EXPR, optab))))
6041         (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
6042          (icmp @0 { csts; })
6043          (icmp (view_convert:utype @0) { csts; })))))))))
6044
6045 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
6046    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
6047    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.cc.
6048    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
6049 (for cmp (lt le ge gt)
6050      out (gt gt le le)
6051  (simplify
6052   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
6053   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
6054        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
6055        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
6056        && wi::to_wide (@1) != 0
6057        && single_use (@2))
6058    (with {
6059      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
6060      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
6061     }
6062     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6063                                 wi::max_value (prec, sign)
6064                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
6065
6066 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
6067    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.cc
6068    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
6069 (for cmp (gt le)
6070  (simplify
6071   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
6072   (if (single_use (@2)
6073        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6074        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6075    (cmp @1 @0))))
6076
6077 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
6078 (for cmp (ge lt)
6079  (simplify
6080   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
6081    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6082         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6083     (cmp @1 @0))))
6084
6085 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
6086 /* A - B > A  */
6087 (for cmp (gt le)
6088      out (ne eq)
6089  (simplify
6090   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
6091   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6092        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6093    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6094 /* A + B < A  */
6095 (for cmp (lt ge)
6096      out (ne eq)
6097  (simplify
6098   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
6099   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6100        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6101    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6102
6103 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
6104    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6105 (for cmp (lt ge)
6106      out (ne eq)
6107  (simplify
6108   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
6109   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
6110    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6111     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6112
6113 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
6114    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
6115    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6116 (for cmp (eq ne)
6117  (simplify
6118   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
6119        integer_zerop)
6120   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6121        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6122        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6123        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6124            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6125        && tree_fits_uhwi_p (@2)
6126        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6127        && types_match (@0, @1)
6128        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6129        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
6130            != CODE_FOR_nothing))
6131    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6132     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6133
6134 /* Demote operands of IFN_{ADD,SUB,MUL}_OVERFLOW.  */
6135 (for ovf (IFN_ADD_OVERFLOW IFN_SUB_OVERFLOW IFN_MUL_OVERFLOW)
6136  (simplify
6137   (ovf (convert@2 @0) @1)
6138   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6139        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6140        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6141        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6142    (ovf @0 @1)))
6143  (simplify
6144   (ovf @1 (convert@2 @0))
6145   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6146        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6147        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6148        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6149    (ovf @1 @0))))
6150
6151 /* Optimize __builtin_mul_overflow_p (x, cst, (utype) 0) if all 3 types
6152    are unsigned to x > (umax / cst).  Similarly for signed type, but
6153    in that case it needs to be outside of a range.  */
6154 (simplify
6155  (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cs@2 @0 integer_nonzerop@1))
6156   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6157        && TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0))
6158        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@2)))
6159        && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
6160    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6161     (convert (gt @0 (trunc_div! { TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)); } @1)))
6162     (if (TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)))
6163      (if (integer_minus_onep (@1))
6164       (convert (eq @0 { TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)); }))
6165       (with
6166        {
6167          tree div = fold_convert (TREE_TYPE (@0), @1);
6168          tree lo = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6169                                     TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6170          tree hi = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6171                                     TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6172          tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
6173          if (etype)
6174            {
6175              if (wi::neg_p (wi::to_wide (div)))
6176                std::swap (lo, hi);
6177              lo = fold_convert (etype, lo);
6178              hi = fold_convert (etype, hi);
6179              hi = int_const_binop (MINUS_EXPR, hi, lo);
6180            }
6181        }
6182        (if (etype)
6183         (convert (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
6184
6185 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
6186    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
6187    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
6188    section that follows this one.
6189
6190    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
6191    the following:
6192
6193    - the rule describes an identity
6194
6195    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
6196      multiplication
6197
6198    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
6199      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
6200      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
6201      when the operand has that value.)  */
6202
6203 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
6204  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
6205  (simplify
6206   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
6207   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
6208    @0))
6209
6210  (for op (plus minus)
6211   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
6212   (simplify
6213    (op (rdiv @0 @1)
6214        (rdiv @2 @1))
6215    (rdiv (op @0 @2) @1)))
6216
6217  (for cmp (lt le gt ge)
6218       neg_cmp (gt ge lt le)
6219   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
6220   (simplify
6221    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
6222    (with
6223     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
6224     (if (tem
6225          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
6226               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
6227      (switch
6228       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6229        (cmp @0 { tem; }))
6230       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
6231        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
6232
6233  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
6234  (for root (SQRT CBRT)
6235   (simplify
6236    (mult (root:s @0) (root:s @1))
6237     (root (mult @0 @1))))
6238
6239  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
6240  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6241   (simplify
6242    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
6243     (exps (plus @0 @1))))
6244
6245  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
6246  (for root (SQRT CBRT)
6247   (simplify
6248    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
6249     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
6250
6251  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
6252  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6253   (simplify
6254    (rdiv @0 (exps:s @1))
6255     (mult @0 (exps (negate @1)))))
6256
6257  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6258       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6259   /* logN(expN(x)) -> x.  */
6260   (simplify
6261    (logs (exps @0))
6262    @0)
6263   /* expN(logN(x)) -> x.  */
6264   (simplify
6265    (exps (logs @0))
6266    @0))
6267
6268  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
6269     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
6270     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
6271  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
6272       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
6273   (simplify
6274    (logs (exps @0))
6275    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6276     (with {
6277       tree x;
6278       switch (exps)
6279         {
6280         CASE_CFN_EXP:
6281           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
6282           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
6283           break;
6284         CASE_CFN_EXP2:
6285           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
6286           x = build_real (type, dconst2);
6287           break;
6288         CASE_CFN_EXP10:
6289         CASE_CFN_POW10:
6290           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
6291           {
6292             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
6293             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
6294             x = build_real (type, dconst10);
6295           }
6296           break;
6297         default:
6298           gcc_unreachable ();
6299         }
6300       }
6301      (mult (logs { x; }) @0)))))
6302
6303  (for logs (LOG LOG
6304             LOG2 LOG2
6305             LOG10 LOG10)
6306       exps (SQRT CBRT)
6307   (simplify
6308    (logs (exps @0))
6309    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6310     (with {
6311       tree x;
6312       switch (exps)
6313         {
6314         CASE_CFN_SQRT:
6315           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
6316           x = build_real (type, dconsthalf);
6317           break;
6318         CASE_CFN_CBRT:
6319           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
6320           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
6321           break;
6322         default:
6323           gcc_unreachable ();
6324         }
6325       }
6326      (mult { x; } (logs @0))))))
6327
6328  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
6329  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
6330       pows (POW)
6331   (simplify
6332    (logs (pows @0 @1))
6333    (mult @1 (logs @0))))
6334
6335  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
6336     or if C is a positive power of 2,
6337     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
6338 #if GIMPLE
6339  (for pows (POW)
6340       exps (EXP)
6341       logs (LOG)
6342       exp2s (EXP2)
6343       log2s (LOG2)
6344   (simplify
6345    (pows REAL_CST@0 @1)
6346    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6347         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
6348         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
6349            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
6350            beneficial for all constants to postpone this until later,
6351            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
6352            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
6353            pessimization.  */
6354         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6355     (with {
6356        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
6357        bool use_exp2 = false;
6358        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
6359            && value->cl == rvc_normal)
6360          {
6361            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
6362            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
6363            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
6364              use_exp2 = true;
6365          }
6366      }
6367      (if (!use_exp2)
6368       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
6369        (exps (mult (logs @0) @1)))
6370       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
6371 #endif
6372
6373  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
6374  (for pows (POW)
6375       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6376       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6377   (simplify
6378    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
6379    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6380         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6381     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
6382
6383  (for sqrts (SQRT)
6384       cbrts (CBRT)
6385       pows (POW)
6386       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6387   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
6388   (simplify
6389    (sqrts (exps @0))
6390    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
6391   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
6392   (simplify
6393    (cbrts (exps @0))
6394    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6395   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
6396   (simplify
6397    (pows (exps @0) @1)
6398    (exps (mult @0 @1))))
6399
6400  /* tan(atan(x)) -> x.  */
6401  (for tans (TAN)
6402       atans (ATAN)
6403   (simplify
6404    (tans (atans @0))
6405    @0)))
6406
6407  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
6408  (for sins (SIN)
6409       atans (ATAN)
6410       sqrts (SQRT)
6411       copysigns (COPYSIGN)
6412   (simplify
6413    (sins (atans:s @0))
6414    (with
6415      {
6416       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6417       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6418       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6419       tree t_one = build_one_cst (type);
6420      }
6421     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6422      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6423       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6424       (copysigns { t_one; } @0))))))
6425
6426 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
6427  (for coss (COS)
6428       atans (ATAN)
6429       sqrts (SQRT)
6430       copysigns (COPYSIGN)
6431   (simplify
6432    (coss (atans:s @0))
6433    (with
6434      {
6435       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6436       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6437       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6438       tree t_one = build_one_cst (type);
6439       tree t_zero = build_zero_cst (type);
6440      }
6441     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6442      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6443       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6444       (copysigns { t_zero; } @0))))))
6445
6446  (if (!flag_errno_math)
6447   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
6448   (for sinhs (SINH)
6449        atanhs (ATANH)
6450        sqrts (SQRT)
6451    (simplify
6452     (sinhs (atanhs:s @0))
6453     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6454     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
6455
6456   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
6457   (for coshs (COSH)
6458        atanhs (ATANH)
6459        sqrts (SQRT)
6460    (simplify
6461     (coshs (atanhs:s @0))
6462     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6463     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
6464
6465 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
6466 (simplify
6467  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
6468  (abs @0))
6469
6470 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
6471 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6472  (simplify
6473   (fns (fns @0))
6474   (fns @0)))
6475 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
6476 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6477  (simplify
6478   (fns integer_valued_real_p@0)
6479   @0))
6480
6481 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
6482 (simplify
6483  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
6484  (abs @0))
6485
6486 /* pow(1,x) -> 1.  */
6487 (simplify
6488  (POW real_onep@0 @1)
6489  @0)
6490
6491 (simplify
6492  /* copysign(x,x) -> x.  */
6493  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
6494  @0)
6495
6496 (simplify
6497  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
6498  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
6499  @1)
6500
6501 (simplify
6502  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
6503  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
6504  (abs @0))
6505
6506 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
6507  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
6508  (simplify
6509   (scale real_zerop@0 @1)
6510   @0)
6511  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
6512  (simplify
6513   (scale @0 integer_zerop@1)
6514   @0)
6515  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
6516  (simplify
6517   (scale REAL_CST@0 @1)
6518   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6519    @0)))
6520
6521 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
6522    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
6523
6524    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
6525    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
6526    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
6527    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
6528
6529 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
6530  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
6531  (simplify
6532   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
6533    (SIN @0))
6534
6535  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
6536  (simplify
6537   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
6538   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6539    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
6540
6541  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
6542  (simplify
6543   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
6544    (TAN @0))
6545
6546  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
6547  (simplify
6548   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
6549    (TANH @0))
6550
6551  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
6552  (simplify
6553    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
6554    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
6555
6556  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
6557  (simplify
6558   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
6559    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
6560
6561  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
6562  (simplify
6563   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
6564   (if (! HONOR_NANS (@0)
6565        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6566    (COS @0)))
6567
6568  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
6569  (simplify
6570   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
6571   (if (! HONOR_NANS (@0)
6572        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6573    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
6574
6575  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
6576  (simplify
6577   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
6578    (POW @0 (plus @1 @2)))
6579
6580  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
6581  (simplify
6582   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
6583    (POW (mult @0 @2) @1))
6584
6585  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
6586  (simplify
6587   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
6588    (POWI (mult @0 @2) @1))
6589
6590  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
6591  (simplify
6592   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
6593   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6594    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
6595
6596  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
6597  (simplify
6598   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
6599    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
6600
6601  (for sqrts (SQRT)
6602       cbrts (CBRT)
6603       pows (POW)
6604   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6605   (simplify
6606    (sqrts (sqrts @0))
6607    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6608   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6609   (simplify
6610    (sqrts (cbrts @0))
6611    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6612   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6613   (simplify
6614    (cbrts (sqrts @0))
6615    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6616   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6617   (simplify
6618    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6619    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6620   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6621   (simplify
6622    (sqrts (pows @0 @1))
6623    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6624   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6625   (simplify
6626    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6627    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6628   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6629   (simplify
6630    (pows (sqrts @0) @1)
6631    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6632   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6633   (simplify
6634    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6635    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6636   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6637   (simplify
6638    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6639    (pows @0 (mult @1 @2))))
6640
6641  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6642  (simplify
6643   (CABS (complex @0 @0))
6644   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6645
6646  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6647  (simplify
6648   (HYPOT @0 @0)
6649   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6650
6651  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6652  (for cexps (CEXP)
6653       exps (EXP)
6654       cexpis (CEXPI)
6655   (simplify
6656    (cexps compositional_complex@0)
6657    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6658     (complex
6659      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6660      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6661
6662 (if (canonicalize_math_p ())
6663  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6664  (for floors (FLOOR_ALL)
6665       truncs (TRUNC_ALL)
6666   (simplify
6667    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6668    (truncs @0))))
6669
6670 (match double_value_p
6671  @0
6672  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6673 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6674             BUILT_IN_FLOORL
6675             BUILT_IN_CEILL
6676             BUILT_IN_ROUNDL
6677             BUILT_IN_NEARBYINTL
6678             BUILT_IN_RINTL)
6679      tos (BUILT_IN_TRUNC
6680           BUILT_IN_FLOOR
6681           BUILT_IN_CEIL
6682           BUILT_IN_ROUND
6683           BUILT_IN_NEARBYINT
6684           BUILT_IN_RINT)
6685  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6686  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6687   (simplify
6688    (froms (convert double_value_p@0))
6689    (convert (tos @0)))))
6690
6691 (match float_value_p
6692  @0
6693  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6694 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6695             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6696             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6697             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6698             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6699             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6700      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6701           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6702           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6703           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6704           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6705           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6706  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6707     if x is a float.  */
6708  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6709       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6710   (simplify
6711    (froms (convert float_value_p@0))
6712    (convert (tos @0)))))
6713
6714 #if GIMPLE
6715 (match float16_value_p
6716  @0
6717  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float16_type_node)))
6718 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC BUILT_IN_TRUNCF
6719             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR BUILT_IN_FLOORF
6720             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL BUILT_IN_CEILF
6721             BUILT_IN_ROUNDEVENL BUILT_IN_ROUNDEVEN BUILT_IN_ROUNDEVENF
6722             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND BUILT_IN_ROUNDF
6723             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT BUILT_IN_NEARBYINTF
6724             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT BUILT_IN_RINTF
6725             BUILT_IN_SQRTL BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTF)
6726      tos (IFN_TRUNC IFN_TRUNC IFN_TRUNC
6727           IFN_FLOOR IFN_FLOOR IFN_FLOOR
6728           IFN_CEIL IFN_CEIL IFN_CEIL
6729           IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN
6730           IFN_ROUND IFN_ROUND IFN_ROUND
6731           IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT
6732           IFN_RINT IFN_RINT IFN_RINT
6733           IFN_SQRT IFN_SQRT IFN_SQRT)
6734  /* (_Float16) round ((doube) x) -> __built_in_roundf16 (x), etc.,
6735     if x is a _Float16.  */
6736  (simplify
6737    (convert (froms (convert float16_value_p@0)))
6738      (if (optimize
6739           && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6740           && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6741                                              type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6742        (tos @0))))
6743
6744 /* Simplify (trunc)copysign ((extend)x, (extend)y) to copysignf (x, y),
6745    x,y is float value, similar for _Float16/double.  */
6746 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
6747  (simplify
6748   (convert (copysigns (convert@2 @0) (convert @1)))
6749    (if (optimize
6750        && !HONOR_SNANS (@2)
6751        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6752        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6753        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
6754        && direct_internal_fn_supported_p (IFN_COPYSIGN,
6755                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6756     (IFN_COPYSIGN @0 @1))))
6757
6758 (for froms (BUILT_IN_FMAF BUILT_IN_FMA BUILT_IN_FMAL)
6759      tos (IFN_FMA IFN_FMA IFN_FMA)
6760  (simplify
6761   (convert (froms (convert@3 @0) (convert @1) (convert @2)))
6762    (if (flag_unsafe_math_optimizations
6763        && optimize
6764        && FLOAT_TYPE_P (type)
6765        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6766        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6767        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6768        && types_match (type, TREE_TYPE (@2))
6769        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6770        && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6771                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6772     (tos @0 @1 @2))))
6773
6774 (for maxmin (max min)
6775  (simplify
6776   (convert (maxmin (convert@2 @0) (convert @1)))
6777    (if (optimize
6778        && FLOAT_TYPE_P (type)
6779        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6780        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6781        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6782        && element_precision (type) < element_precision (TREE_TYPE (@2)))
6783     (maxmin @0 @1))))
6784 #endif
6785
6786 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6787      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6788  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6789  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6790   (simplify
6791    (froms (convert double_value_p@0))
6792    (tos @0))))
6793
6794 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6795             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6796      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6797  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6798     if x is a float.  */
6799  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6800   (simplify
6801    (froms (convert float_value_p@0))
6802    (tos @0))))
6803
6804 (if (canonicalize_math_p ())
6805  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6806  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6807   (simplify
6808    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6809    (fix_trunc @0))))
6810
6811 (if (canonicalize_math_p ())
6812  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6813  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6814            ICEIL LCEIL LLCEIL
6815            IROUND LROUND LLROUND)
6816   (simplify
6817    (fns integer_valued_real_p@0)
6818    (fix_trunc @0)))
6819  (if (!flag_errno_math)
6820   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6821   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
6822    (simplify
6823     (rints integer_valued_real_p@0)
6824     (fix_trunc @0)))))
6825
6826 (if (canonicalize_math_p ())
6827  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
6828       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
6829       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
6830   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
6831      sizeof (int) == sizeof (long).  */
6832   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
6833        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6834    (simplify
6835     (ifn @0)
6836     (lfn:long_integer_type_node @0)))
6837   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
6838      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
6839   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
6840        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6841    (simplify
6842     (llfn @0)
6843     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
6844
6845 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
6846 (simplify
6847  (CPROJ @0)
6848  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
6849    @0))
6850
6851 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
6852    nonnegative, return (inf + 0i).  */
6853 (simplify
6854  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
6855  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6856   { build_complex_inf (type, false); }))
6857
6858 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
6859 (simplify
6860  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
6861  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6862   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
6863
6864 (for pows (POW)
6865      sqrts (SQRT)
6866      cbrts (CBRT)
6867  (simplify
6868   (pows @0 REAL_CST@1)
6869   (with {
6870     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
6871     REAL_VALUE_TYPE tmp;
6872    }
6873    (switch
6874     /* pow(x,0) -> 1.  */
6875     (if (real_equal (value, &dconst0))
6876      { build_real (type, dconst1); })
6877     /* pow(x,1) -> x.  */
6878     (if (real_equal (value, &dconst1))
6879      @0)
6880     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
6881     (if (real_equal (value, &dconstm1))
6882      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
6883     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
6884     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6885          && canonicalize_math_p ()
6886          && real_equal (value, &dconsthalf))
6887      (sqrts @0))
6888     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
6889     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6890          && canonicalize_math_p ()
6891          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
6892              real_equal (value, &tmp)))
6893      (cbrts @0))))))
6894
6895 /* powi(1,x) -> 1.  */
6896 (simplify
6897  (POWI real_onep@0 @1)
6898  @0)
6899
6900 (simplify
6901  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
6902  (switch
6903   /* powi(x,0) -> 1.  */
6904   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
6905    { build_real (type, dconst1); })
6906   /* powi(x,1) -> x.  */
6907   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
6908    @0)
6909   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
6910   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
6911    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
6912
6913 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
6914
6915    These are conceptually similar to the transformations performed for
6916    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
6917    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
6918
6919 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
6920    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
6921    is the widest mode from all of these.  */
6922 (for op (plus minus mult rdiv)
6923  (simplify
6924    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
6925    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
6926       both operands are widening conversions from the same type as the outer
6927       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
6928       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
6929       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
6930    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6931         && op != MULT_EXPR
6932         && op != RDIV_EXPR
6933         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6934            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
6935         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6936         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6937         /* The precision of the type of each operand must match the
6938            precision of the mode of each operand, similarly for the
6939            result.  */
6940         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6941         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
6942         && type_has_mode_precision_p (type)
6943         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6944         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
6945         && types_match (@1, type)
6946         && (types_match (@1, @2)
6947             /* Or the second operand is const integer or converted const
6948                integer from valueize.  */
6949             || poly_int_tree_p (@4)))
6950      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
6951        (op @1 (convert @2))
6952        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6953         (convert (op (convert:utype @1)
6954                      (convert:utype @2)))))
6955      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
6956           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6957                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
6958       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
6959               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
6960               tree itype = TREE_TYPE (@0);
6961               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
6962               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
6963               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
6964         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
6965              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
6966          (with { tree newtype = type;
6967                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
6968                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
6969                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
6970                    newtype = dfloat32_type_node;
6971                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
6972                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
6973                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
6974                    newtype = dfloat64_type_node;
6975                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
6976                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
6977                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
6978                    newtype = dfloat128_type_node; }
6979           (if ((newtype == dfloat32_type_node
6980                 || newtype == dfloat64_type_node
6981                 || newtype == dfloat128_type_node)
6982               && newtype == type
6983               && types_match (newtype, type))
6984             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
6985             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
6986                       newtype = ty1;
6987                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
6988                       newtype = ty2; }
6989                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
6990                   change results through affecting double rounding
6991                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
6992                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
6993                   + (long double)double) converted to
6994                   (float)(double + double), the transformation is
6995                   unsafe regardless of the details of the types
6996                   involved; double rounding can arise if the result
6997                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
6998                   between two representable TYPE values but the
6999                   exact value is sufficiently different (in the
7000                   right direction) for this difference to be
7001                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
7002                   same as TYPE, however, the transformation may be
7003                   safe depending on the types involved: it is safe
7004                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
7005                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
7006                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
7007                   exponent range for the product or ratio of two
7008                   values representable in the TYPE to be within the
7009                   range of normal values of ITYPE.  */
7010               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
7011                    && (flag_unsafe_math_optimizations
7012                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
7013                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
7014                                                            TYPE_MODE (type))
7015                            && !excess_precision_type (newtype)))
7016                    && !types_match (itype, newtype))
7017                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
7018                                    (convert:newtype @2)))
7019          )))) )
7020    ))
7021 )))
7022
7023 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
7024    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
7025    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
7026    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
7027    arithmetic operation.  */
7028 (for op (minus plus)
7029  (simplify
7030   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
7031   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7032        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
7033           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
7034        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7035        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
7036        /* The precision of the type of each operand must match the
7037           precision of the mode of each operand, similarly for the
7038           result.  */
7039        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
7040        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
7041        && type_has_mode_precision_p (type)
7042        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
7043        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7044        && types_match (@0, @1)
7045        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
7046            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
7047        && (wi::to_wide (@4)
7048            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
7049                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
7050    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
7051     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
7052      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
7053     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7054      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
7055                (convert:utype @4))))))))
7056
7057 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
7058    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
7059 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
7060      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
7061      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
7062  (simplify
7063   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
7064   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7065        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
7066    (op @0 (ext @1 @2)))))
7067
7068 (simplify
7069  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
7070  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
7071  { integer_zero_node; })
7072
7073 (simplify
7074  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
7075  (SIGNBIT @0)
7076  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
7077   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
7078
7079 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
7080 (for cmp (eq ne)
7081  (for op (plus minus)
7082       rop (minus plus)
7083   (simplify
7084    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7085    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7086         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
7087         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
7088         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
7089     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7090      (if (TREE_OVERFLOW (res)
7091           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7092       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
7093       (if (single_use (@3))
7094        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
7095                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
7096 (for cmp (lt le gt ge)
7097  (for op (plus minus)
7098       rop (minus plus)
7099   (simplify
7100    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7101    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7102         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7103     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7104      (if (TREE_OVERFLOW (res))
7105       {
7106         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7107                                 "when simplifying conditional to constant"),
7108                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
7109         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
7110         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
7111         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
7112                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
7113                         != (op == MINUS_EXPR);
7114         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
7115       }
7116       (if (single_use (@3))
7117        (with
7118         {
7119           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7120                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
7121                                   "X cmp C2 -+ C1"),
7122                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
7123         }
7124         (cmp @0 { res; })))))))))
7125
7126 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
7127
7128 (simplify
7129  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
7130  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
7131
7132 (simplify
7133  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
7134  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
7135
7136 (simplify
7137  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
7138  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
7139   (view_convert @0)))
7140
7141 (simplify
7142  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
7143  (switch
7144   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
7145        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7146    (switch
7147     (if (integer_zerop (@2))
7148      (view_convert (realpart @0)))
7149     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7150      (view_convert (imagpart @0)))))
7151   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7152        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
7153        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
7154        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
7155        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
7156        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
7157             && integer_zerop (@2))
7158            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
7159               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
7160            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
7161                /* But only do this after vectorization.  */
7162                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
7163                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
7164                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
7165                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
7166                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
7167                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7168                                             - TYPE_PRECISION (type))
7169                                          : 0)) == 0)))
7170    (convert @0))))
7171
7172 /* Simplify vector extracts.  */
7173
7174 (simplify
7175  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
7176  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7177       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
7178       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
7179            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7180           || (VECTOR_TYPE_P (type)
7181               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
7182                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
7183   (with
7184    {
7185      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7186                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7187      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
7188      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
7189      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
7190      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
7191    }
7192    (if (n != 0
7193         && (idx % width) == 0
7194         && (n % width) == 0
7195         && known_le ((idx + n) / width,
7196                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
7197     (with
7198      {
7199        idx = idx / width;
7200        n = n / width;
7201        /* Constructor elements can be subvectors.  */
7202        poly_uint64 k = 1;
7203        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
7204          {
7205            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
7206            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
7207              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
7208          }
7209        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
7210      }
7211      (switch
7212       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
7213       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
7214        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
7215         { build_zero_cst (type); }
7216         (if (count == 1)
7217          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
7218           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
7219           { build_zero_cst (type); })
7220          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
7221             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
7222             uniform.  */
7223          (if (single_use (@0))
7224           (with
7225             {
7226               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
7227               vec_alloc (vals, count);
7228               bool constant_p = true;
7229               tree res;
7230               for (unsigned i = 0;
7231                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
7232                 {
7233                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
7234                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
7235                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
7236                     constant_p = false;
7237                 }
7238               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
7239                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
7240                              ? type
7241                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
7242                                                   count * k));
7243               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
7244                      : build_constructor (evtype, vals));
7245             }
7246             (view_convert { res; }))))))
7247       /* The bitfield references a single constructor element.  */
7248       (if (k.is_constant (&const_k)
7249            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
7250        (switch
7251         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
7252          { build_zero_cst (type); })
7253         (if (n == const_k)
7254          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
7255         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
7256                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
7257
7258 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
7259    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
7260    not touching the extraction.  */
7261 (simplify
7262  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
7263  (with
7264   {
7265     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
7266     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
7267       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
7268     else
7269       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
7270   }
7271   (switch
7272    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
7273         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
7274                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7275     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
7276                                                  wi::to_wide (@rpos)
7277                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
7278    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
7279                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
7280         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
7281                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7282     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
7283
7284 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
7285  (for fmas (FMA)
7286   (simplify
7287    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
7288    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7289   (simplify
7290    (fmas @0 @1 (negate @2))
7291    (IFN_FMS @0 @1 @2))
7292   (simplify
7293    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
7294    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7295   (simplify
7296    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
7297    (if (single_use (@3))
7298     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
7299
7300  (simplify
7301   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
7302   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7303  (simplify
7304   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
7305   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7306  (simplify
7307   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7308   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7309  (simplify
7310   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
7311    (if (single_use (@3))
7312     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
7313
7314  (simplify
7315   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
7316   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7317  (simplify
7318   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
7319   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7320  (simplify
7321   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
7322   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7323  (simplify
7324   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
7325   (if (single_use (@3))
7326    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
7327
7328  (simplify
7329   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
7330   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7331  (simplify
7332   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
7333   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7334  (simplify
7335   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7336   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7337  (simplify
7338   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
7339   (if (single_use (@3))
7340    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
7341
7342 /* CLZ simplifications.  */
7343 (for clz (CLZ)
7344  (for op (eq ne)
7345       cmp (lt ge)
7346   (simplify
7347    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
7348    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
7349     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
7350     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7351             tree stype = signed_type_for (type0);
7352             HOST_WIDE_INT val = 0;
7353             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7354             if (clz == CFN_CLZ
7355                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7356                                               val) == 2
7357                 && val == 0)
7358               stype = NULL_TREE;
7359           }
7360      (if (stype)
7361       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
7362     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
7363     (with { bool ok = true;
7364             HOST_WIDE_INT val = 0;
7365             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7366             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7367             if (clz == CFN_CLZ
7368                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7369                                               val) == 2
7370                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
7371               ok = false;
7372           }
7373      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
7374       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
7375
7376 /* CTZ simplifications.  */
7377 (for ctz (CTZ)
7378  (for op (ge gt le lt)
7379       cmp (eq eq ne ne)
7380   (simplify
7381    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
7382    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7383     (with { bool ok = true;
7384             HOST_WIDE_INT val = 0;
7385             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
7386               ok = false;
7387             else
7388               {
7389                 val = tree_to_shwi (@1);
7390                 /* Canonicalize to >= or <.  */
7391                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
7392                   {
7393                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
7394                       ok = false;
7395                     else
7396                       val++;
7397                   }
7398               }
7399             bool zero_res = false;
7400             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7401             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7402             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7403             if (ctz == CFN_CTZ
7404                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7405                                               zero_val) == 2)
7406               zero_res = true;
7407           }
7408      (if (val <= 0)
7409       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
7410        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
7411       (if (val >= prec)
7412        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
7413         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7414        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
7415         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7416                                              wi::mask (val, false, prec)); })
7417              { build_zero_cst (type0); })))))))
7418  (for op (eq ne)
7419   (simplify
7420    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
7421    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7422     (with { bool zero_res = false;
7423             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7424             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7425             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7426             if (ctz == CFN_CTZ
7427                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7428                                               zero_val) == 2)
7429               zero_res = true;
7430           }
7431      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
7432       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
7433        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7434       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
7435        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7436                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
7437                                                      false, prec)); })
7438            { wide_int_to_tree (type0,
7439                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
7440                                                  false, prec)); })))))))
7441
7442 /* POPCOUNT simplifications.  */
7443 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
7444 (simplify
7445   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
7446   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
7447     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
7448
7449 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
7450 (for popcount (POPCOUNT)
7451   (for cmp (le eq ne gt)
7452        rep (eq eq ne ne)
7453     (simplify
7454       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
7455       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
7456
7457 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
7458 (simplify
7459   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
7460   (PARITY @0))
7461
7462 /* PARITY simplifications.  */
7463 /* parity(~X) is parity(X).  */
7464 (simplify
7465   (PARITY (bit_not @0))
7466   (PARITY @0))
7467
7468 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
7469 (simplify
7470   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
7471   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
7472
7473 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
7474 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
7475 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
7476   (simplify
7477     (pfun @0)
7478     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
7479       (switch
7480         (if (nz == 1)
7481           (convert @0))
7482         (if (wi::popcount (nz) == 1)
7483           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7484             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
7485                                    { build_int_cst (integer_type_node,
7486                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
7487
7488 #if GIMPLE
7489 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
7490
7491    int popcount64c (uint64_t x)
7492    {
7493      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
7494      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
7495      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
7496      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
7497    }
7498
7499    int popcount32c (uint32_t x)
7500    {
7501      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
7502      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
7503      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
7504      return (x * 0x01010101) >> 24;
7505    }  */
7506 (simplify
7507  (rshift
7508   (mult
7509    (bit_and
7510     (plus:c
7511      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
7512       (plus:c@8
7513        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
7514         (bit_and
7515          (rshift
7516           (minus@6 @0
7517            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
7518           INTEGER_CST@10)
7519          INTEGER_CST@9)))
7520     INTEGER_CST@3)
7521    INTEGER_CST@2)
7522   INTEGER_CST@1)
7523   /* Check constants and optab.  */
7524   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
7525           int shift = (64 - prec) & 63;
7526           unsigned HOST_WIDE_INT c1
7527             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
7528           unsigned HOST_WIDE_INT c2
7529             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
7530           unsigned HOST_WIDE_INT c3
7531             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
7532           unsigned HOST_WIDE_INT c4
7533             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
7534    }
7535    (if (prec >= 16
7536         && prec <= 64
7537         && pow2p_hwi (prec)
7538         && TYPE_UNSIGNED (type)
7539         && integer_onep (@4)
7540         && wi::to_widest (@10) == 2
7541         && wi::to_widest (@5) == 4
7542         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
7543         && tree_to_uhwi (@2) == c1
7544         && tree_to_uhwi (@3) == c2
7545         && tree_to_uhwi (@9) == c3
7546         && tree_to_uhwi (@7) == c3
7547         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
7548     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
7549                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7550      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
7551      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
7552         five bits for this to work without extension before adding.  */
7553      (with {
7554        tree half_type = NULL_TREE;
7555        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
7556        int half_prec = 8;
7557        if (m.exists ()
7558            && m.require () != TYPE_MODE (type))
7559          {
7560            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
7561            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
7562          }
7563        gcc_assert (half_prec > 2);
7564       }
7565       (if (half_type != NULL_TREE
7566            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
7567                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7568        (convert (plus
7569          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
7570          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
7571             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
7572
7573 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
7574    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
7575    should lead to better code.  */
7576 (simplify
7577  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
7578  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7579       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
7580                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
7581   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7582    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
7583 #endif
7584
7585 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
7586           BUILT_IN_FFSIMAX)
7587  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
7588     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
7589  (for cmp (eq ne)
7590   (simplify
7591    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7592     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7593      (switch
7594       (if (integer_zerop (@1))
7595        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7596       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
7597        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
7598       (if (single_use (@2))
7599        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7600                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7601                                                       false, prec)); })
7602             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7603                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
7604                                                   false, prec)); }))))))
7605
7606  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
7607  (for cmp (gt le)
7608       cmp2 (ne eq)
7609       cmp3 (eq ne)
7610       bit_op (bit_and bit_ior)
7611   (simplify
7612    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7613     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7614      (switch
7615       (if (integer_zerop (@1))
7616        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7617       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
7618        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
7619       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
7620        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
7621       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
7622        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7623                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
7624                                                       false, prec)); }))
7625       (if (single_use (@2))
7626        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
7627                (cmp3 (bit_and @0
7628                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7629                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7630                                                   false, prec)); })
7631                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
7632
7633 #if GIMPLE
7634
7635 /* Simplify:
7636      a = op a1
7637      r = cond ? a : b
7638      --> r = .COND_FN (cond, a, b)
7639 and,
7640     a = op a1
7641     r = cond ? b : a
7642     --> r = .COND_FN (~cond, b, a).  */
7643
7644 (for uncond_op (UNCOND_UNARY)
7645      cond_op (COND_UNARY)
7646  (simplify
7647   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@3 @1)) @2)
7648    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7649     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7650         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7651      (cond_op @0 @1 @2))))
7652  (simplify
7653   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@3 @2)))
7654    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7655     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7656         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7657      (cond_op (bit_not @0) @2 @1)))))
7658
7659 /* Simplify:
7660
7661      a = a1 op a2
7662      r = c ? a : b;
7663
7664    to:
7665
7666      r = c ? a1 op a2 : b;
7667
7668    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
7669    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
7670    simplification if the result of the operation isn't needed.
7671
7672    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
7673    on targets that might not support them.  Any target implementing
7674    conditional internal functions must support the same comparisons
7675    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
7676
7677 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
7678      cond_op (COND_BINARY)
7679  (simplify
7680   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
7681   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7682    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7683         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7684         && single_use (@4))
7685     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
7686  (simplify
7687   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
7688   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7689    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7690         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7691         && single_use (@4))
7692     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
7693
7694 /* Same for ternary operations.  */
7695 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
7696      cond_op (COND_TERNARY)
7697  (simplify
7698   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
7699   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7700    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7701         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7702         && single_use (@5))
7703     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
7704  (simplify
7705   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7706   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7707    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7708         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7709         && single_use (@5))
7710     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7711                   (view_convert:op_type @1)))))))
7712 #endif
7713
7714 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7715    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7716 (for cond_op (COND_BINARY)
7717  (simplify
7718   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7719   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7720    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7721     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7722  (simplify
7723   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7724   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7725    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7726         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7727     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7728
7729 /* Same for ternary operations.  */
7730 (for cond_op (COND_TERNARY)
7731  (simplify
7732   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7733   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7734    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7735     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7736  (simplify
7737   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7738   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7739    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7740         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7741     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7742
7743 /* Detect simplication for a conditional reduction where
7744
7745    a = mask1 ? b : 0
7746    c = mask2 ? d + a : d
7747
7748    is turned into
7749
7750    c = mask1 && mask2 ? d + b : d.  */
7751 (simplify
7752   (IFN_COND_ADD @0 @1 (vec_cond @2 @3 integer_zerop) @1)
7753    (IFN_COND_ADD (bit_and @0 @2) @1 @3 @1))
7754
7755 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7756    expressions like:
7757
7758    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7759    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7760
7761    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7762    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7763    bytes.  A is more efficiently tested as:
7764
7765    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7766
7767    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7768
7769    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7770
7771    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7772
7773    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7774    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7775
7776    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7777    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7778    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7779    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7780    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7781    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7782    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7783    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7784    pointer_pluses dead.  */
7785 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7786  (for cmp (le lt)
7787   (simplify
7788    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7789         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7790    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7791         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7792         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7793     /* Calculate the rhs constant.  */
7794     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7795             offset_int rhs = off * 2; }
7796      /* Always fails for negative values.  */
7797      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7798       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7799          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7800          same pointer_plus in multiple checks.  */
7801       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7802               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7803        (if (cmp == LT_EXPR)
7804         (gt (convert:sizetype
7805              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7806                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7807             { rhs_tree; })
7808         (gt (convert:sizetype
7809              (pointer_diff:ssizetype
7810               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7811                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7812               { swap_p ? @0 : @2; }))
7813             { rhs_tree; })))))))))
7814
7815 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7816    element of @1.  */
7817 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7818  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7819   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
7820    (if (i >= 0)
7821     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
7822             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
7823             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
7824             tree size = bitsize_int (elt_bits);
7825             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
7826      (view_convert
7827       (bit_and:elt_type
7828        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
7829        { elt; })))))))
7830
7831 /* Fold reduction of a single nonzero element constructor.  */
7832 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7833   (simplify (reduc (CONSTRUCTOR@0))
7834     (with { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7835                          ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7836             tree elt = ctor_single_nonzero_element (ctor); }
7837       (if (elt
7838            && !HONOR_SNANS (type)
7839            && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
7840         { elt; }))))
7841
7842 /* Fold REDUC (@0 op VECTOR_CST) as REDUC (@0) op REDUC (VECTOR_CST).  */
7843 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_MAX IFN_REDUC_MIN IFN_REDUC_FMAX
7844             IFN_REDUC_FMIN IFN_REDUC_AND IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7845      op (plus max min IFN_FMAX IFN_FMIN bit_and bit_ior bit_xor)
7846   (simplify (reduc (op @0 VECTOR_CST@1))
7847     (op (reduc:type @0) (reduc:type @1))))
7848
7849 (simplify
7850  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
7851  (with
7852   {
7853     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
7854     machine_mode result_mode = TYPE_MODE (type);
7855     machine_mode op_mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (op0));
7856
7857     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
7858     vec_perm_builder builder;
7859     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
7860       return NULL_TREE;
7861
7862     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
7863     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
7864     bool single_arg = (op0 == op1);
7865     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
7866   }
7867   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
7868    { op0; }
7869    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
7870     { op1; }
7871     (with
7872      {
7873        if (!single_arg)
7874          {
7875            if (sel.all_from_input_p (0))
7876              op1 = op0;
7877            else if (sel.all_from_input_p (1))
7878              {
7879                op0 = op1;
7880                sel.rotate_inputs (1);
7881              }
7882            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
7883              {
7884                std::swap (op0, op1);
7885                sel.rotate_inputs (1);
7886              }
7887          }
7888        gassign *def;
7889        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
7890        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
7891            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
7892            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7893          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
7894        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
7895            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
7896            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7897          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
7898
7899        tree t;
7900     }
7901     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7902           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
7903          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7904              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
7905          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
7906      { t; }
7907      (with
7908       {
7909         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
7910         tree ins = NULL_TREE;
7911         unsigned at = 0;
7912
7913         /* See if the permutation is performing a single element
7914            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
7915            in that case.  But only if the vector mode is supported,
7916            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
7917         if (op_mode != BLKmode
7918             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7919                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
7920                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7921                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
7922           {
7923             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
7924             if (insert_first_p)
7925               {
7926                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
7927                    first vector we only can insert the first elt from
7928                    the first vector.  */
7929                 at = 0;
7930                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
7931                   op0 = op1;
7932               }
7933             /* The above can fail for two-element vectors which always
7934                appear to insert the first element, so try inserting
7935                into the second lane as well.  For more than two
7936                elements that's wasted time.  */
7937             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
7938               {
7939                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
7940                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
7941                   if (maybe_ne (sel[at], at))
7942                     break;
7943                 if (at < encoded_nelts
7944                     && (known_eq (at + 1, nelts)
7945                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
7946                   {
7947                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
7948                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
7949                     else
7950                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
7951                   }
7952               }
7953           }
7954
7955         /* Generate a canonical form of the selector.  */
7956         if (!ins && sel.encoding () != builder)
7957           {
7958             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
7959                argument permutation while still allowing an equivalent
7960                2-argument version.  */
7961             tree oldop2 = op2;
7962             if (sel.ninputs () == 2
7963                || can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel, false))
7964               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7965             else
7966               {
7967                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
7968                 if (can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel2, false))
7969                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
7970                 else
7971                   /* Not directly supported with either encoding,
7972                      so use the preferred form.  */
7973                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7974               }
7975             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
7976               changed = true;
7977           }
7978       }
7979       (if (ins)
7980        (bit_insert { op0; } { ins; }
7981          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
7982        (if (changed)
7983         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
7984
7985 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
7986
7987 (match vec_same_elem_p
7988  (vec_duplicate @0))
7989
7990 (match vec_same_elem_p
7991  CONSTRUCTOR@0
7992  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7993       && uniform_vector_p (gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0))))))
7994
7995 (match vec_same_elem_p
7996  @0
7997  (if (uniform_vector_p (@0))))
7998
7999
8000 (simplify
8001  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
8002  @0)
8003
8004 /* Push VEC_PERM earlier if that may help FMA perception (PR101895).  */
8005 (simplify
8006  (plus:c (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
8007  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
8008   (plus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
8009 (simplify
8010  (minus (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
8011  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
8012   (minus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
8013
8014
8015 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
8016    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
8017    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
8018    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
8019    to the number of trailing zeroes.  */
8020 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
8021   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))
8022
8023 (match (cond_expr_convert_p @0 @2 @3 @6)
8024  (cond (simple_comparison@6 @0 @1) (convert@4 @2) (convert@5 @3))
8025   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
8026        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
8027        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
8028        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
8029        && TYPE_PRECISION (type) != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8030        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8031           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
8032        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8033           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
8034        /* For vect_recog_cond_expr_convert_pattern, @2 and @3 can differ in
8035           signess when convert is truncation, but not ok for extension since
8036           it's sign_extend vs zero_extend.  */
8037        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type)
8038            || (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
8039                == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))))
8040        && single_use (@4)
8041        && single_use (@5))))
8042
8043 (for bit_op (bit_and bit_ior bit_xor)
8044  (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8045   (bit_op:c
8046    (nop_convert1? (bit_not2?@0 (convert3? (lshift integer_onep@1 @2))))
8047    @3)))
8048
8049 (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8050  (bit_not
8051   (nop_convert1? (bit_xor@0 (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)) @3))))
8052
8053 /* n - (((n > C1) ? n : C1) & -C2) ->  n & C1 for unsigned case.
8054    n - (((n > C1) ? n : C1) & -C2) ->  (n <= C1) ? n : (n & C1) for signed case.  */
8055 (simplify
8056   (minus @0 (bit_and (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2))
8057   (with { auto i = wi::neg (wi::to_wide (@2)); }
8058   /* Check if -C2 is a power of 2 and C1 = -C2 - 1.  */
8059     (if (wi::popcount (i) == 1
8060          && (wi::to_wide (@1)) == (i - 1))
8061       (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
8062         (bit_and @0 @1)
8063       (cond (le @0 @1) @0 (bit_and @0 @1))))))
8064
8065 /* -x & 1 -> x & 1.  */
8066 (simplify 
8067   (bit_and (negate @0) integer_onep@1)
8068   (bit_and @0 @1))