PR tree-optimization/105835: Two narrowing patterns for match.pd.
[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 * 1, X / 1 -> X.  */
343 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
344   (simplify
345     (op @0 integer_onep)
346     (non_lvalue @0)))
347
348 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
349    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
350    toward zero.
351    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
352    Also also widening conversions, like:
353    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
354    or
355    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
356    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
357    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
358    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
359    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
360 (simplify
361  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
362  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
363       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
364           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
365           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
366       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
367           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
368               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
369                   || (element_precision (type)
370                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
371                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
372                       && (tree_nonzero_bits (@0)
373                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
374                                       true,
375                                       element_precision (type))) == 0)))))
376    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
377         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
378         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
379     (convert (rshift @3 @2))
380     (rshift @0 @2))))
381
382 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
383    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
384    traps enables better optimizations than these anyway.  */
385 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
386  /* 0 / X is always zero.  */
387  (simplify
388   (div integer_zerop@0 @1)
389   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
390   (if (!integer_zerop (@1))
391    @0))
392  /* X / -1 is -X.  */
393  (simplify
394   (div @0 integer_minus_onep@1)
395   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
396    (negate @0)))
397  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
398  (simplify
399   (div @0 SSA_NAME@1)
400   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
401        && ssa_name_has_boolean_range (@1)
402        && !flag_non_call_exceptions)
403    @0))
404  /* X / X is one.  */
405  (simplify
406   (div @0 @0)
407   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
408      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
409   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type))
410        && !integer_zerop (@0)
411        && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
412    { build_one_cst (type); }))
413  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
414  (simplify
415    (div:C @0 (abs @0))
416    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
417         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
418         && !integer_zerop (@0)
419         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
420     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
421           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
422  /* X / -X is -1.  */
423  (simplify
424    (div:C @0 (negate @0))
425    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
426         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
427         && !integer_zerop (@0)
428         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
429     { build_minus_one_cst (type); })))
430
431 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
432    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  Similarly
433    for MOD instead of DIV.  */
434 (for floor_divmod (floor_div floor_mod)
435      trunc_divmod (trunc_div trunc_mod)
436  (simplify
437   (floor_divmod @0 @1)
438   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
439        && TYPE_UNSIGNED (type))
440    (trunc_divmod @0 @1))))
441
442 /* 1 / X -> X == 1 for unsigned integer X.
443    1 / X -> X >= -1 && X <= 1 ? X : 0 for signed integer X.
444    But not for 1 / 0 so that we can get proper warnings and errors,
445    and not for 1-bit integers as they are edge cases better handled
446    elsewhere.  */
447 (simplify
448  (trunc_div integer_onep@0 @1)
449  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
450       && TYPE_PRECISION (type) > 1
451       && !integer_zerop (@1)
452       && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@1)))
453   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
454    (convert (eq:boolean_type_node @1 { build_one_cst (type); }))
455    (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
456     (cond (le (plus (convert:utype @1) { build_one_cst (utype); })
457               { build_int_cst (utype, 2); })
458      @1 { build_zero_cst (type); })))))
459
460 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
461    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
462 (for div (trunc_div exact_div)
463  (simplify
464   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
465   (with {
466     wi::overflow_type overflow;
467     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
468                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
469    }
470    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
471         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
472     (if (!overflow)
473      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
474      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
475           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
476       { build_zero_cst (type); }))))))
477
478 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
479    overflow is different.  */
480 (simplify
481  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
482  (with {
483    wi::overflow_type overflow;
484    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
485                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
486   }
487   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
488      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
489   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
490    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
491
492 /* Similar to above, but there could be an extra add/sub between
493    successive multuiplications.  */
494 (simplify
495  (mult (plus:s (mult:s@4 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
496  (with {
497    bool overflowed = true;
498    wi::overflow_type ovf1, ovf2;
499    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@3),
500                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
501    wide_int add = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@3),
502                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
503   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
504     {
505 #if GIMPLE
506       value_range vr0;
507       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
508           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @4)
509           && vr0.kind () == VR_RANGE)
510         {
511           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
512           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
513           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
514           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
515           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
516             {
517               wi::add (wmin0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
518               wi::add (wmax0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
519               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
520                 overflowed = false;
521             }
522         }
523 #endif
524     }
525   else
526    overflowed = false;
527  }
528   /* Skip folding on overflow.  */
529   (if (!overflowed)
530    (plus (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
531          { wide_int_to_tree (type, add); }))))
532
533 /* Similar to above, but a multiplication between successive additions.  */
534 (simplify
535  (plus (mult:s (plus:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
536  (with {
537    bool overflowed = true;
538    wi::overflow_type ovf1;
539    wi::overflow_type ovf2;
540    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
541                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
542    wide_int add = wi::add (mul, wi::to_wide (@3),
543                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
544   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
545     {
546 #if GIMPLE
547       value_range vr0;
548       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
549           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
550           && vr0.kind () == VR_RANGE)
551         {
552           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
553           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
554           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
555           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
556           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
557             {
558               wi::add (wmin0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
559               wi::add (wmax0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
560               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
561                 overflowed = false;
562             }
563         }
564 #endif
565     }
566   else
567    overflowed = false;
568  }
569   /* Skip folding on overflow.  */
570   (if (!overflowed)
571    (plus (mult @0 @2) { wide_int_to_tree (type, add); }))))
572
573 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
574    NaNs or Infinities.  */
575 (simplify
576  (rdiv @0 @0)
577  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
578       && ! HONOR_NANS (type)
579       && ! HONOR_INFINITIES (type))
580   { build_one_cst (type); }))
581
582 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
583    NaNs or Infinities.  */
584 (simplify
585  (rdiv:C @0 (negate @0))
586  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
587       && ! HONOR_NANS (type)
588       && ! HONOR_INFINITIES (type))
589   { build_minus_one_cst (type); }))
590
591 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
592 (simplify
593  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
594   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
595        && ! HONOR_NANS (type)
596        && ! HONOR_INFINITIES (type))
597    (switch
598     (if (types_match (type, float_type_node))
599      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
600     (if (types_match (type, double_type_node))
601      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
602     (if (types_match (type, long_double_type_node))
603      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
604
605 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
606 (simplify
607  (rdiv @0 real_onep)
608  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
609   (non_lvalue @0)))
610
611 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
612 (simplify
613  (rdiv @0 real_minus_onep)
614  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
615   (negate @0)))
616
617 (if (flag_reciprocal_math)
618  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
619  (simplify
620   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
621   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
622
623  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
624  (simplify
625   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
626   (with
627    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
628    (if (tem)
629     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
630
631  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
632  (simplify
633   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
634    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
635
636 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
637 (simplify
638  (rdiv @0 (negate @1))
639  (rdiv (negate @0) @1))
640
641 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
642  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
643     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
644  (for op (lt le gt ge)
645       neg_op (gt ge lt le)
646   (simplify
647    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
648    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
649     (switch
650      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
651       (op @1 @2))
652      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
653      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
654       (neg_op @1 @2)))))))
655
656 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
657 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
658  (simplify
659   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
660   (if (integer_pow2p (@2)
661        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
662        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
663        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
664    (rshift (convert @0)
665            { build_int_cst (integer_type_node,
666                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
667
668 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
669    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
670    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
671    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
672    tell if it is or not in a portable manner.  */
673 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
674  (simplify
675   (rdiv @0 cst@1)
676   (if (optimize)
677    (if (flag_reciprocal_math
678         && !real_zerop (@1))
679     (with
680      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
681      (if (tem)
682       (mult @0 { tem; } )))
683     (if (cst != COMPLEX_CST)
684      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
685       (if (inverse)
686        (mult @0 { inverse; } ))))))))
687
688 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
689  /* 0 % X is always zero.  */
690  (simplify
691   (mod integer_zerop@0 @1)
692   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
693   (if (!integer_zerop (@1))
694    @0))
695  /* X % 1 is always zero.  */
696  (simplify
697   (mod @0 integer_onep)
698   { build_zero_cst (type); })
699  /* X % -1 is zero.  */
700  (simplify
701   (mod @0 integer_minus_onep@1)
702   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
703    { build_zero_cst (type); }))
704  /* X % X is zero.  */
705  (simplify
706   (mod @0 @0)
707   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
708   (if (!integer_zerop (@0))
709    { build_zero_cst (type); }))
710  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
711  (simplify
712   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
713   @2)
714  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
715  (simplify
716   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
717   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
718        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
719        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
720                              TYPE_SIGN (type)))
721    { build_zero_cst (type); }))
722  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
723     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
724  (for cmp (eq ne)
725   (simplify
726    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
727    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
728     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
729      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
730
731 /* X % -C is the same as X % C.  */
732 (simplify
733  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
734   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
735        && !TREE_OVERFLOW (@1)
736        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
737        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
738        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
739        && !sign_bit_p (@1, @1))
740    (trunc_mod @0 (negate @1))))
741
742 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
743 (simplify
744  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
745  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
746       && !TYPE_UNSIGNED (type)
747       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
748       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
749       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
750          Y might be -1, because we would then change valid
751          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
752       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
753           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
754                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
755   (trunc_mod @0 (convert @1))))
756
757 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
758 (simplify
759  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
760  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
761   (convert (trunc_mod @0 @1))))
762
763 /* x * (1 + y / x) - y -> x - y % x */
764 (simplify
765  (minus (mult:cs @0 (plus:s (trunc_div:s @1 @0) integer_onep)) @1)
766  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
767   (minus @0 (trunc_mod @1 @0))))
768
769 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
770    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
771    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
772    to A & ((C << N) - 1).
773    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
774    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
775    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
776    be UB.  */
777 (match (power_of_two_cand @1)
778  INTEGER_CST@1)
779 (match (power_of_two_cand @1)
780  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
781 (for mod (trunc_mod floor_mod)
782  (for shift (lshift rshift)
783   (simplify
784    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
785    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
786     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
787                                                       1); }))))))
788  (simplify
789   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
790   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
791        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
792           conversion from narrower signed to wider unsigned type
793           where if @1 would be negative power of two, the divisor
794           would not be a power of two.  */
795        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
796        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
797        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
798            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
799            || !TYPE_UNSIGNED (type))
800        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
801    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
802            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
803              utype = unsigned_type_for (utype); }
804     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
805                                 { build_one_cst (utype); })))))))
806
807 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
808 (simplify
809  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
810  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
811   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
812                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
813                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
814                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
815
816 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
817 (simplify
818  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
819  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
820   (bit_and @0 (negate @1))))
821
822 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
823 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
824  (simplify
825   (div (mult:c @0 @1) @1)
826   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
827    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
828     @0
829 #if GIMPLE
830     (with
831      {
832        bool overflowed = true;
833        value_range vr0, vr1;
834        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
835            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
836            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
837            && vr0.kind () == VR_RANGE
838            && vr1.kind () == VR_RANGE)
839          {
840            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
841            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
842            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
843            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
844            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
845               it can be optimized too.  */
846            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
847            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
848            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
849            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
850              {
851                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
852                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
853                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
854                  overflowed = false;
855              }
856          }
857      }
858     (if (!overflowed)
859      @0))
860 #endif
861    ))))
862
863 (for op (negate abs)
864  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
865  (for coss (COS COSH)
866   (simplify
867    (coss (op @0))
868     (coss @0)))
869  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
870  (for pows (POW)
871   (simplify
872    (pows (op @0) REAL_CST@1)
873    (with { HOST_WIDE_INT n; }
874     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
875      (pows @0 @1)))))
876  /* Likewise for powi.  */
877  (for pows (POWI)
878   (simplify
879    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
880    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
881     (pows @0 @1))))
882  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
883  (for hypots (HYPOT)
884   (simplify
885    (hypots (op @0) @1)
886    (hypots @0 @1))
887   (simplify
888    (hypots @0 (op @1))
889    (hypots @0 @1)))
890  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
891  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
892   (simplify
893    (copysigns (op @0) @1)
894    (copysigns @0 @1))))
895
896 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
897 (simplify
898  (mult (abs@1 @0) @1)
899  (mult @0 @0))
900
901 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
902 (simplify
903  (mult (absu@1 @0) @1)
904  (mult (convert@2 @0) @2))
905
906 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
907 (for coss (COS COSH)
908      copysigns (COPYSIGN)
909  (simplify
910   (coss (copysigns @0 @1))
911    (coss @0)))
912
913 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
914 (for pows (POW)
915      copysigns (COPYSIGN)
916  (simplify
917   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
918   (with { HOST_WIDE_INT n; }
919    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
920     (pows @0 @1)))))
921 /* Likewise for powi.  */
922 (for pows (POWI)
923      copysigns (COPYSIGN)
924  (simplify
925   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
926   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
927    (pows @0 @1))))
928
929 (for hypots (HYPOT)
930      copysigns (COPYSIGN)
931  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
932  (simplify
933   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
934   (hypots @0 @2))
935  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
936  (simplify
937   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
938   (hypots @0 @1)))
939
940 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
941 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
942  (simplify
943   (copysigns @0 REAL_CST@1)
944   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
945    (negate (abs @0))
946    (abs @0))))
947
948 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
949 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
950  (simplify
951   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
952   (copysigns @0 @2)))
953
954 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
955 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
956  (simplify
957   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
958   (mult @0 @0)))
959
960 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
961 (for ccoss (CCOS CCOSH)
962  (simplify
963   (ccoss (negate @0))
964    (ccoss @0)))
965
966 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
967 (for ops (conj negate)
968  (for cabss (CABS)
969   (simplify
970    (cabss (ops @0))
971    (cabss @0))))
972
973 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
974 (simplify
975  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
976   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
977        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
978    (lshift @0 @2)))
979
980 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
981    into ((1 << C) >> x). */
982 (simplify
983  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
984   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
985        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
986        && single_use (@1))
987    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
988      (rshift (lshift @0 @2) @3)
989    (with
990     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
991     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
992
993 /* Fold ((type)(a<0)) << SIGNBITOFA into ((type)a) & signbit. */
994 (simplify
995  (lshift (convert (lt @0 integer_zerop@1)) INTEGER_CST@2)
996  (if (TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == SIGNED
997       && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) - 1))
998   (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type)); }
999    (bit_and (convert @0)
1000             { wide_int_to_tree (type,
1001                                 wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2))); }))))
1002
1003 /* Fold (-x >> C) into -(x > 0) where C = precision(type) - 1.  */
1004 (for cst (INTEGER_CST VECTOR_CST)
1005  (simplify
1006   (rshift (negate:s @0) cst@1)
1007    (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1008         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1009     (with { tree stype = TREE_TYPE (@1);
1010             tree bt = truth_type_for (type);
1011             tree zeros = build_zero_cst (type);
1012             tree cst = NULL_TREE; }
1013      (switch
1014       /* Handle scalar case.  */
1015       (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1016            /* If we apply the rule to the scalar type before vectorization
1017               we will enforce the result of the comparison being a bool
1018               which will require an extra AND on the result that will be
1019               indistinguishable from when the user did actually want 0
1020               or 1 as the result so it can't be removed.  */
1021            && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
1022            && wi::eq_p (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (type) - 1))
1023        (negate (convert (gt @0 { zeros; }))))
1024       /* Handle vector case.  */
1025       (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
1026            /* First check whether the target has the same mode for vector
1027               comparison results as it's operands do.  */
1028            && TYPE_MODE (bt) == TYPE_MODE (type)
1029            /* Then check to see if the target is able to expand the comparison
1030               with the given type later on, otherwise we may ICE.  */
1031            && expand_vec_cmp_expr_p (type, bt, GT_EXPR)
1032            && (cst = uniform_integer_cst_p (@1)) != NULL
1033            && wi::eq_p (wi::to_wide (cst), element_precision (type) - 1))
1034        (view_convert (gt:bt @0 { zeros; }))))))))
1035
1036 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
1037 (simplify
1038  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1039   (if (flag_associative_math
1040        && single_use (@3))
1041    (with
1042     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
1043     (if (tem)
1044      (rdiv { tem; } @1)))))
1045
1046 /* Simplify ~X & X as zero.  */
1047 (simplify
1048  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1049   { build_zero_cst (type); })
1050
1051 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
1052 (simplify
1053   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
1054   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1055     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
1056
1057 (for bitop (bit_and bit_ior)
1058      cmp (eq ne)
1059  /* PR35691: Transform
1060     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
1061     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
1062  (simplify
1063   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
1064    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1065         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1066         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1067     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
1068  /* Transform:
1069     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
1070     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
1071  (simplify
1072   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
1073    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1074         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1075         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1076     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
1077
1078 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
1079 (simplify
1080  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
1081   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
1082 (simplify
1083  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
1084  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1085   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
1086
1087 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
1088 (simplify
1089  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
1090   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
1091
1092 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
1093 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1094  (simplify
1095   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
1096    (bit_xor @0 @1))
1097  (simplify
1098   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
1099   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1100    (bit_xor @0 @1))))
1101
1102 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
1103 (simplify
1104   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1105   (bit_ior @0 @1))
1106
1107 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
1108 (simplify
1109  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
1110  @2)
1111
1112 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
1113 (simplify
1114  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
1115  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1116
1117 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
1118 (simplify
1119  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
1120  (bit_ior @0 @1))
1121
1122 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
1123 (simplify
1124  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
1125  (bit_and @0 @1))
1126
1127 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
1128 (simplify
1129  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
1130  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1131
1132 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
1133 (for op (bit_and bit_xor)
1134  (simplify
1135   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
1136   @2))
1137
1138 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
1139 (simplify
1140  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
1141  @2)
1142
1143 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
1144 (simplify
1145  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
1146  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1147
1148 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
1149 (simplify
1150  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
1151  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1152
1153 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
1154 (simplify
1155  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
1156  (bit_and @3 (bit_not @2)))
1157
1158 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
1159 (simplify
1160  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
1161  (bit_ior @3 @2))
1162
1163 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
1164 (simplify
1165  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1166   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
1167
1168 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
1169 (simplify
1170  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1171   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
1172
1173 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
1174 (simplify
1175  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
1176  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1177       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1178   (bit_xor @0 @1)))
1179
1180 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
1181    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
1182    Similarly if (N & M) == 0,
1183    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
1184    and for - instead of + (or unary - instead of +)
1185    and/or ^ instead of |.
1186    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
1187 (for op (plus minus)
1188  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1189   (simplify
1190    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
1191     (with
1192      { tree pmop[2];
1193        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
1194                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
1195                                        NULL_TREE, pmop); }
1196      (if (utype)
1197       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1198                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1199                         (convert:utype @2))))))
1200   (simplify
1201    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
1202     (with
1203      { tree pmop[2];
1204        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1205                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1206                                        @4, pmop); }
1207      (if (utype)
1208       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1209                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1210                         (convert:utype @2)))))))
1211  (simplify
1212   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1213    (with
1214     { tree pmop[2];
1215       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1216                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1217                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1218     (if (utype)
1219      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1220                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1221                        (convert:utype @2)))))))
1222 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1223  (simplify
1224   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1225    (with
1226     { tree pmop[2];
1227       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1228                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1229                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1230     (if (utype)
1231      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1232                        (convert:utype @1)))))))
1233
1234 /* X % Y is smaller than Y.  */
1235 (for cmp (lt ge)
1236  (simplify
1237   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1238   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1239    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1240 (for cmp (gt le)
1241  (simplify
1242   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1243   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1244    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1245
1246 /* x | ~0 -> ~0  */
1247 (simplify
1248  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1249  @1)
1250
1251 /* x | 0 -> x  */
1252 (simplify
1253  (bit_ior @0 integer_zerop)
1254  @0)
1255
1256 /* x & 0 -> 0  */
1257 (simplify
1258  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1259  @1)
1260
1261 /* ~x | x -> -1 */
1262 /* ~x ^ x -> -1 */
1263 /* ~x + x -> -1 */
1264 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1265  (simplify
1266   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1267   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1268
1269 /* x ^ x -> 0 */
1270 (simplify
1271   (bit_xor @0 @0)
1272   { build_zero_cst (type); })
1273
1274 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1275 (simplify
1276   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1277   (bit_not @0))
1278
1279 /* x & ~0 -> x  */
1280 (simplify
1281  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1282   (non_lvalue @0))
1283
1284 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1285 (for bitop (bit_and bit_ior)
1286  (simplify
1287   (bitop @0 @0)
1288   (non_lvalue @0)))
1289
1290 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1291 #if GIMPLE
1292 (simplify
1293  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1294  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1295       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1296   @0))
1297 #endif
1298
1299 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1300 (simplify
1301  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1302  (plus @0 @1))
1303 (simplify
1304  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1305  (minus @0 @1))
1306
1307 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1308 (simplify
1309  (bit_not (minus:s @0 @1))
1310  (plus (bit_not @0) @1))
1311 (simplify
1312  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1313  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1314        && TYPE_UNSIGNED (type))
1315       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1316           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1317   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1318
1319 #if GIMPLE
1320 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1321 (simplify
1322  (plus:c (bit_not @0) @1)
1323   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1324        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1325        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1326        && !integer_all_onesp (@1))
1327    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1328    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1329         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1330         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1331                                               SIGNED))
1332     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1333 #endif
1334
1335 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1336 (simplify
1337  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1338   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1339    (rshift (bit_not! @0) @1)
1340    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1341       have MSB set and the logical right shift is changed into
1342       arithmetic shift.  */
1343    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1344     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1345      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1346
1347 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1348 (simplify
1349  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1350  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1351
1352 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1353 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1354 (for bitop (bit_and bit_ior)
1355  (simplify
1356   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1357   (bitop @0 (bit_not @1))))
1358
1359 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1360 (simplify
1361  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1362  @2)
1363
1364 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1365 (simplify
1366  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1367  (bit_not @0))
1368
1369 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1370 (simplify
1371  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1372  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1373
1374 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1375 (simplify
1376  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1377  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1378
1379 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1380 (simplify
1381  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1382  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1383
1384 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1385 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1386 (for bitop (bit_and bit_ior)
1387      rbitop (bit_ior bit_and)
1388  (simplify
1389   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1390   (bitop @1 @2)))
1391
1392 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1393 (simplify
1394  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1395  (bit_xor @0 @1))
1396
1397 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1398 (simplify
1399  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1400  (bit_and @0 @1))
1401
1402 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1403 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1404 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1405 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1406  (simplify
1407   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1408   (bit_ior @0 @1)))
1409
1410 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1411 (simplify
1412  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1413  (plus @0 @1))
1414
1415 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1416 (simplify
1417  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1418  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1419       && !TYPE_SATURATING (type))
1420   (bit_and @0 @1)))
1421
1422 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1423 (simplify
1424  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1425  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1426       && !TYPE_SATURATING (type))
1427   (bit_ior @0 @1)))
1428
1429 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1430 (simplify
1431  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1432  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1433
1434 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1435 (simplify
1436  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1437  (bit_and @0 @1))
1438
1439 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1440 (simplify
1441  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1442  (bit_xor @0 @1))
1443
1444 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1445 (simplify
1446  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (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:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1452  (bit_and @0 @1))
1453
1454 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1455 (simplify
1456  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1457  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1458
1459 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1460 (simplify
1461  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1462  (bit_xor @0 @1))
1463
1464 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1465 (simplify
1466  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1467                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1468        integer_all_onesp)
1469  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1470       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1471       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1472       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1473  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1474 (simplify
1475  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1476                                integer_all_onesp))
1477        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1478  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1479       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1480       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1481       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1482  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1483 (simplify
1484  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1485        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1486                                integer_onep)))
1487  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1488       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1489       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1490       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1491  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1492
1493 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1494    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1495 (for op (bit_and bit_ior)
1496      rop (bit_ior bit_and)
1497  (simplify
1498   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1499   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1500        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1501    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1502
1503 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1504    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1505    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1506    simplifications.  */
1507 (for op (bit_xor plus)
1508  (simplify
1509   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1510       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1511   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1512        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1513        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1514    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1515
1516 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1517 (simplify
1518  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1519  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1520   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1521
1522 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1523 (simplify
1524  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1525  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1526       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1527   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1528
1529 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1530 (simplify
1531  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1532  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1533   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1534
1535 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1536 (for opo (bit_and bit_xor)
1537      opi (bit_xor bit_and)
1538  (simplify
1539   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1540   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1541
1542 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1543    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1544    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1545    constants are involved.  For example, convert
1546      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1547    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1548 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1549      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1550  (simplify
1551   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1552   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1553        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1554    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1555
1556 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1557 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1558    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1559 (for op (bit_and bit_ior)
1560  (simplify
1561   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1562   @2))
1563 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1564 (simplify
1565  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1566  (convert @0))
1567 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1568    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1569 (for op (bit_and bit_ior)
1570  (simplify
1571   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1572   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1573        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1574    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1575     (op @3 (convert @2))
1576     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1577      (op (convert @1) @5))))))
1578 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1579 (simplify
1580  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1581  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1582       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1583   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1584
1585 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1586    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1587 (simplify
1588  (abs (abs@1 @0))
1589  @1)
1590
1591 (simplify
1592  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1593  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1594   @1))
1595
1596 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1597 (simplify
1598  (abs (negate @0))
1599  (abs @0))
1600
1601 (simplify
1602  (absu (negate @0))
1603  (absu @0))
1604
1605 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1606 (simplify
1607  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1608  @0)
1609
1610 (simplify
1611  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1612  (convert @0))
1613
1614 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X) or absu(X).  */
1615 (simplify
1616  (mult:c (nop_convert1?
1617           (bit_ior (nop_convert2? (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1618                     integer_onep))
1619          (nop_convert3? @0))
1620  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1621       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1622       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1623   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1624    (absu @0)
1625    (abs @0)
1626   )
1627  )
1628 )
1629
1630 /* A few cases of fold-const.cc negate_expr_p predicate.  */
1631 (match negate_expr_p
1632  INTEGER_CST
1633  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1634        && TYPE_UNSIGNED (type))
1635       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1636           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1637 (match negate_expr_p
1638  FIXED_CST)
1639 (match negate_expr_p
1640  (negate @0)
1641  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1642 (match negate_expr_p
1643  REAL_CST
1644  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1645 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1646    ways.  */
1647 (match negate_expr_p
1648  VECTOR_CST
1649  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1650 (match negate_expr_p
1651  (minus @0 @1)
1652  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1653       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1654           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1655           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1656
1657 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1658 (simplify
1659  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1660   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1661        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1662    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1663
1664 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1665 (simplify
1666  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1667  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1668       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1669   (minus (negate @1) @0)))
1670
1671 /* -(A - B) -> B - A.  */
1672 (simplify
1673  (negate (minus @0 @1))
1674  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1675       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1676           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1677           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1678   (minus @1 @0)))
1679 (simplify
1680  (negate (pointer_diff @0 @1))
1681  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1682   (pointer_diff @1 @0)))
1683
1684 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1685 (simplify
1686  (minus @0 negate_expr_p@1)
1687  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1688  (plus @0 (negate @1))))
1689
1690 /* Other simplifications of negation (c.f. fold_negate_expr_1).  */
1691 (simplify
1692  (negate (mult:c@0 @1 negate_expr_p@2))
1693  (if (! TYPE_UNSIGNED (type)
1694       && ! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1695       && single_use (@0))
1696   (mult @1 (negate @2))))
1697
1698 (simplify
1699  (negate (rdiv@0 @1 negate_expr_p@2))
1700  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1701       && single_use (@0))
1702   (rdiv @1 (negate @2))))
1703
1704 (simplify
1705  (negate (rdiv@0 negate_expr_p@1 @2))
1706  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1707       && single_use (@0))
1708   (rdiv (negate @1) @2)))
1709
1710 /* Fold -((int)x >> (prec - 1)) into (unsigned)x >> (prec - 1).  */
1711 (simplify
1712  (negate (convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)))
1713  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1714       && wi::to_wide (@1) == element_precision (type) - 1)
1715   (with { tree stype = TREE_TYPE (@0);
1716           tree ntype = TYPE_UNSIGNED (stype) ? signed_type_for (stype)
1717                                              : unsigned_type_for (stype); }
1718    (if (VECTOR_TYPE_P (type))
1719     (view_convert (rshift (view_convert:ntype @0) @1))
1720     (convert (rshift (convert:ntype @0) @1))))))
1721
1722 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1723    when profitable.
1724    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1725    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1726    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1727    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1728 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1729  (simplify
1730   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1731   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1732          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1733          && (int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0))
1734              || tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type)))
1735         || types_match (@0, @1))
1736        /* ???  This transform conflicts with fold-const.cc doing
1737           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1738           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1739           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1740           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1741        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1742        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1743               after hoisting the conversion the operation will be narrower.
1744               It is also a good if the conversion is a nop as moves the
1745               conversion to one side; allowing for combining of the conversions.  */
1746            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1747            /* The conversion check for being a nop can only be done at the gimple
1748               level as fold_binary has some re-association code which can conflict
1749               with this if there is a "constant" which is not a full INTEGER_CST.  */
1750            || (GIMPLE && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
1751            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1752               mode.  */
1753            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1754            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1755               of its mode.  */
1756            || !type_has_mode_precision_p (type)
1757            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1758               in smaller IL.  */
1759            || (GIMPLE
1760                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1761                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1762                && single_use (@2)
1763                && single_use (@3))))
1764    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1765  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1766     in smaller IL.  */
1767  (simplify
1768   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1769   (if (GIMPLE
1770        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1771        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1772        && types_match (type, @0))
1773    (bitop @0 (convert @1)))))
1774
1775 (for bitop (bit_and bit_ior)
1776      rbitop (bit_ior bit_and)
1777   /* (x | y) & x -> x */
1778   /* (x & y) | x -> x */
1779  (simplify
1780   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1781   @0)
1782  /* (~x | y) & x -> x & y */
1783  /* (~x & y) | x -> x | y */
1784  (simplify
1785   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1786   (bitop @0 @1)))
1787
1788 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1789 (simplify
1790   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1791   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1792
1793 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1794 (simplify
1795   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1796   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1797
1798 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1799 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1800  (simplify
1801   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1802   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1803    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1804       folded to a constant.  */
1805    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1806    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1807       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1808       the values involved are such that the operation can't be decided at
1809       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1810       that combination can be decided at compile time.
1811
1812       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1813       oscillation.  */
1814    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1815     (if (cst1)
1816      (bitop @1 { cst1; })
1817      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1818       (if (cst2)
1819        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1820
1821 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1822    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1823 (match truth_valued_p
1824  @0
1825  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1826 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1827  (match truth_valued_p
1828   (op @0 @1)))
1829 (match truth_valued_p
1830   (truth_not @0))
1831
1832 (match (logical_inverted_value @0)
1833  (truth_not @0))
1834 (match (logical_inverted_value @0)
1835  (bit_not truth_valued_p@0))
1836 (match (logical_inverted_value @0)
1837  (eq @0 integer_zerop))
1838 (match (logical_inverted_value @0)
1839  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1840 (match (logical_inverted_value @0)
1841  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1842
1843 /* X & !X -> 0.  */
1844 (simplify
1845  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1846  { build_zero_cst (type); })
1847 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1848 (for op (bit_ior bit_xor)
1849  (simplify
1850   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1851   { constant_boolean_node (true, type); }))
1852 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1853 (for op (eq ne)
1854  (simplify
1855   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1856   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1857
1858 /* ~~x -> x */
1859 (simplify
1860   (bit_not (bit_not @0))
1861   @0)
1862
1863 (match zero_one_valued_p
1864  @0
1865  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && tree_nonzero_bits (@0) == 1)))
1866 (match zero_one_valued_p
1867  truth_valued_p@0)
1868
1869 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 }.  */
1870 (simplify
1871  (mult zero_one_valued_p@0 zero_one_valued_p@1)
1872  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1873   (bit_and @0 @1)))
1874
1875 /* Transform X & -Y into X * Y when Y is { 0 or 1 }.  */
1876 (simplify
1877  (bit_and:c (convert? (negate zero_one_valued_p@0)) @1)
1878  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1879       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1880       && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != BOOLEAN_TYPE
1881       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1882   (mult (convert @0) @1)))
1883
1884 /* Narrow integer multiplication by a zero_one_valued_p operand.
1885    Multiplication by [0,1] is guaranteed not to overflow.  */
1886 (simplify
1887  (convert (mult@0 zero_one_valued_p@1 INTEGER_CST@2))
1888  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1889       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1890       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1891   (mult (convert @1) (convert @2))))
1892
1893 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1894 (simplify
1895  (bit_not (convert? (negate @0)))
1896  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1897       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1898   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1899
1900 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1901 (simplify
1902  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1903  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1904
1905 /* (a & b) ^ (a == b) -> !(a | b) */
1906 /* (a & b) == (a ^ b) -> !(a | b) */
1907 (for first_op (bit_xor eq)
1908      second_op (eq bit_xor)
1909  (simplify
1910   (first_op:c (bit_and:c truth_valued_p@0 truth_valued_p@1) (second_op:c @0 @1))
1911     (bit_not (bit_ior @0 @1))))
1912
1913 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1914 (simplify
1915  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1916  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1917       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1918   (convert (negate @0))))
1919 (simplify
1920  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1921  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1922       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1923   (convert (negate @0))))
1924
1925 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1926 (simplify
1927  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1928  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1929   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1930 (simplify
1931  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1932  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1933   (convert (bit_xor @0 @1))))
1934
1935 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1936 (simplify
1937  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1938  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1939   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1940
1941 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1942 (simplify
1943  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1944  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1945
1946 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1947 (simplify
1948  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1949  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1950       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1951   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1952
1953 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1954 (if (!canonicalize_math_p ())
1955  (for cmp (gt lt ge le)
1956   (simplify
1957    (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1958    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1959
1960 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1961    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1962 (for cmp (eq ne)
1963  (simplify
1964   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1965   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1966        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1967        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1968    (cmp @0 @2))))
1969
1970 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1971    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1972 (for cmp (eq ne)
1973  (simplify
1974   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1975   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1976        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1977        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1978    (cmp @0 @2))))
1979
1980 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1981    x * C RELOP y * C into:
1982
1983    x RELOP y for nonnegative C
1984    y RELOP x for negative C  */
1985 (for cmp (lt gt le ge)
1986  (simplify
1987   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1988   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1989        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1990    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1991     (cmp @0 @2)
1992    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1993         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1994     (cmp @2 @0))))))
1995
1996 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1997 (for cmp (le gt)
1998      icmp (gt le)
1999  (simplify
2000   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
2001    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2002         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2003         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
2004         && (wi::to_wide (@2)
2005             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
2006     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2007      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
2008
2009 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
2010 (for cmp (simple_comparison)
2011  (simplify
2012   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
2013   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
2014        && types_match (@0, @1))
2015    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2016     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2017      (cmp @1 @0)
2018      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2019       (with
2020        {
2021         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2022        }
2023        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
2024     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2025      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2026       (cmp @0 @1)
2027       (with
2028        {
2029         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2030        }
2031        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
2032
2033 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
2034 (for cmp (simple_comparison)
2035  (simplify
2036   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2037   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2038        && integer_nonzerop (@1)
2039        && !TREE_OVERFLOW (@1)
2040        && !TREE_OVERFLOW (@2))
2041    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
2042            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
2043                                                    &neg_overflow); }
2044     (switch
2045      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
2046        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
2047         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
2048         (if (code == LT_EXPR)
2049          (lt @0 { lo; })
2050          (ge @0 { lo; }))))
2051      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
2052        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
2053         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
2054         (if (code == LE_EXPR)
2055          (le @0 { hi; })
2056          (gt @0 { hi; }))))
2057      (if (!lo && !hi)
2058       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
2059      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
2060       (ge @0 { lo; }))
2061      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
2062       (le @0 { hi; }))
2063      (if (code == NE_EXPR && !hi)
2064       (lt @0 { lo; }))
2065      (if (code == NE_EXPR && !lo)
2066       (gt @0 { hi; }))
2067      (if (GENERIC)
2068       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
2069                            lo, hi); })
2070      (with
2071       {
2072         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
2073         if (etype)
2074           {
2075             hi = fold_convert (etype, hi);
2076             lo = fold_convert (etype, lo);
2077             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
2078           }
2079       }
2080       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
2081        (if (code == EQ_EXPR)
2082         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
2083         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
2084
2085 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2086 (for op (lt le ge gt)
2087  (simplify
2088   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2089   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2090        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2091    (op @0 @1))))
2092 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2093 (for op (eq ne minus)
2094  (simplify
2095   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2096   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2097        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2098            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2099    (op @0 @1))))
2100
2101 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2102 (for op (lt le ge gt)
2103  (simplify
2104   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2105   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2106        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2107    (op @0 @1))))
2108 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2109 (for op (eq ne minus)
2110  (simplify
2111   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2112   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2113        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2114            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2115    (op @0 @1))))
2116 /* And for pointers...  */
2117 (for op (simple_comparison)
2118  (simplify
2119   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2120   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2121    (op @0 @1))))
2122 (simplify
2123  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2124  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2125       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2126   (pointer_diff @0 @1)))
2127
2128 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
2129 (for op (lt le ge gt)
2130  (simplify
2131   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2132   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2133        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2134    (op @1 @0))))
2135 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2136 (for op (eq ne minus)
2137  (simplify
2138   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2139   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2140        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2141            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2142    (op @1 @0))))
2143 /* And for pointers...  */
2144 (for op (simple_comparison)
2145  (simplify
2146   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2147   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2148    (op @1 @0))))
2149 (simplify
2150  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2151  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2152       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2153   (pointer_diff @1 @0)))
2154
2155 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
2156 (for op (lt le gt ge)
2157  (simplify
2158   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
2159   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2160        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2161        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2162        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
2163    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2164 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2165 (for op (eq ne)
2166  (simplify
2167   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
2168   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2169        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2170            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2171        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
2172        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
2173        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
2174    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2175  (simplify
2176   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
2177   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
2178        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2179        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
2180    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2181
2182 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
2183    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2184 (for op (simple_comparison)
2185  (simplify
2186   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
2187   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2188        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2189            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
2190                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2191        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
2192    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2193
2194 /* Transform:
2195    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
2196    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
2197 (for cmp (eq ne)
2198      ocmp (lt ge)
2199  (simplify
2200   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
2201   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2202        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
2203        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
2204        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2205    (ocmp @0 @1))))
2206
2207 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
2208 (for cmp (eq ne)
2209  (simplify
2210   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
2211   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
2212    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2213
2214 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
2215    possibly set.  */
2216 (match with_possible_nonzero_bits
2217  INTEGER_CST@0)
2218 (match with_possible_nonzero_bits
2219  SSA_NAME@0
2220  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
2221 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
2222 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2223  with_possible_nonzero_bits@0)
2224 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2225  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
2226
2227 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
2228    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
2229 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2230  INTEGER_CST@0)
2231 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2232  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
2233
2234 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
2235 (for cmp (eq ne)
2236  (simplify
2237   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
2238   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
2239    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2240
2241 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
2242    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
2243    zero throughout its computed value range,
2244    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
2245    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
2246    and 0's otherwise.
2247    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
2248    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
2249    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
2250 */
2251 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
2252      outer_op (bit_xor bit_ior)
2253 (simplify
2254  (outer_op
2255   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
2256  (with
2257   {
2258     bool fail = false;
2259     wide_int zero_mask_not;
2260     wide_int C0;
2261     wide_int cst_emit;
2262
2263     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
2264       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
2265     else
2266       fail = true;
2267
2268     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
2269       {
2270         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
2271         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
2272       }
2273     else
2274       {
2275         C0 = wi::to_wide (@0);
2276         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
2277       }
2278   }
2279   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
2280    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
2281    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
2282     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2283
2284 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2285 (simplify
2286   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2287   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2288 #if GENERIC
2289 (simplify
2290   (pointer_plus (convert:s (pointer_plus:s @0 @1)) @3)
2291   (convert:type (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
2292 #endif
2293
2294 /* Pattern match
2295      tem1 = (long) ptr1;
2296      tem2 = (long) ptr2;
2297      tem3 = tem2 - tem1;
2298      tem4 = (unsigned long) tem3;
2299      tem5 = ptr1 + tem4;
2300    and produce
2301      tem5 = ptr2;  */
2302 (simplify
2303   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2304   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2305   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2306        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2307             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2308    @1))
2309 (simplify
2310   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2311   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2312    (convert @1)))
2313
2314 /* Pattern match
2315      tem = (sizetype) ptr;
2316      tem = tem & algn;
2317      tem = -tem;
2318      ... = ptr p+ tem;
2319    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2320      ... = ptr & ~algn;  */
2321 (simplify
2322   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2323   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2324    (bit_and @0 { algn; })))
2325
2326 /* Try folding difference of addresses.  */
2327 (simplify
2328  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2329  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2330   (with { poly_int64 diff; }
2331    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2332     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2333 (simplify
2334  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2335  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2336   (with { poly_int64 diff; }
2337    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2338     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2339 (simplify
2340  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2341  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2342       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2343   (with { poly_int64 diff; }
2344    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2345     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2346 (simplify
2347  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2348  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2349       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2350   (with { poly_int64 diff; }
2351    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2352     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2353
2354 /* (&a+b) - (&a[1] + c) -> sizeof(a[0]) + (b - c) */
2355 (simplify
2356  (pointer_diff (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2357  (with { poly_int64 diff; }
2358    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2359     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert (minus @1 @3))))))
2360
2361 /* (&a+b) !=/== (&a[1] + c) ->  sizeof(a[0]) + b !=/== c */
2362 (for neeq (ne eq)
2363  (simplify
2364   (neeq (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2365    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@1);}
2366     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2367      (neeq (plus { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @1) @3)))))
2368
2369 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2370 (simplify
2371  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2372  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2373   { build_fold_addr_expr_with_type
2374       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2375                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2376                type); }))
2377
2378 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2379    be able to fold this expression using the object or function's
2380    alignment.  */
2381 (simplify
2382  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2383  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2384       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2385   (with
2386    {
2387      unsigned int align;
2388      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2389      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2390    }
2391    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2392     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2393                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2394
2395 (match min_value
2396  INTEGER_CST
2397  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2398       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2399
2400 (match max_value
2401  INTEGER_CST
2402  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2403       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2404
2405 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2406    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2407 (for eqne (eq ne)
2408  (simplify
2409   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2410    (switch
2411     (if (eqne == EQ_EXPR)
2412      { constant_boolean_node (false, type); })
2413     (if (eqne == NE_EXPR)
2414      @2)
2415     )))
2416
2417 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2418    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2419 (for eqne (eq ne)
2420  (simplify
2421   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2422    (switch
2423     (if (eqne == EQ_EXPR)
2424      { constant_boolean_node (false, type); })
2425     (if (eqne == NE_EXPR)
2426      @2)
2427     )))
2428
2429 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2430 (simplify
2431  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2432   @2)
2433
2434 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2435 (simplify
2436  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2437   @2)
2438
2439 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2440 (simplify
2441  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2442   @2)
2443
2444 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2445 (simplify
2446  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2447   { constant_boolean_node (true, type); })
2448
2449 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2450 (simplify
2451  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2452   @2)
2453
2454 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2455 (simplify
2456  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2457   @2)
2458
2459 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2460    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2461 (for eqne (eq ne)
2462  (simplify
2463   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2464    (switch
2465     (if (eqne == EQ_EXPR)
2466      @2)
2467     (if (eqne == NE_EXPR)
2468      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2469
2470 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2471 (simplify
2472  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:cs @0 @1))
2473   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2474        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2475   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2476
2477 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2478 (simplify
2479  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:cs @0 @1))
2480   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2481        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2482   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2483
2484 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2485    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2486
2487 (for code1 (eq ne)
2488  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2489   (simplify
2490    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2491     (with
2492      {
2493       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2494       bool val;
2495       switch (code2)
2496          {
2497         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2498         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2499         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2500         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2501         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2502         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2503         default: gcc_unreachable ();
2504         }
2505      }
2506      (switch
2507       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2508       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2509       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2510
2511 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2512
2513 (for code1 (lt le gt ge)
2514  (for code2 (lt le gt ge)
2515   (simplify
2516   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2517    (with
2518     {
2519      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2520     }
2521     (switch
2522      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2523      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2524           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2525       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2526        @3
2527        @4))
2528      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2529      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2530           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2531       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2532        @3
2533        @4))
2534      /* Check for singleton ranges.  */
2535      (if (cmp == 0
2536           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2537             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2538       (eq @0 @1))
2539      /* Check for disjoint ranges.  */
2540      (if (cmp <= 0
2541           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2542           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2543       { constant_boolean_node (false, type); })
2544      (if (cmp >= 0
2545           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2546           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2547       { constant_boolean_node (false, type); })
2548      )))))
2549
2550 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2551    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2552
2553 (for code1 (eq ne)
2554  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2555   (simplify
2556    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2557     (with
2558      {
2559       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2560       bool val;
2561       switch (code2)
2562         {
2563         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2564         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2565         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2566         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2567         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2568         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2569         default: gcc_unreachable ();
2570         }
2571      }
2572      (switch
2573       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2574       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2575       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2576
2577 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2578
2579 (for code1 (lt le gt ge)
2580  (for code2 (lt le gt ge)
2581   (simplify
2582   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2583    (with
2584     {
2585      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2586     }
2587     (switch
2588      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2589      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2590           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2591       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2592        @4
2593        @3))
2594      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2595      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2596           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2597       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2598        @4
2599        @3))
2600      /* Check for singleton ranges.  */
2601      (if (cmp == 0
2602           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2603               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2604       (ne @0 @2))
2605      /* Check for disjoint ranges.  */
2606      (if (cmp >= 0
2607           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2608           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2609       { constant_boolean_node (true, type); })
2610      (if (cmp <= 0
2611           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2612           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2613       { constant_boolean_node (true, type); })
2614      )))))
2615
2616 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2617 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2618
2619  /* Contract negates.  */
2620  /* A + (-B) -> A - B */
2621  (simplify
2622   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2623   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2624   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2625        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2626    (with
2627     {
2628      tree t1 = type;
2629      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2630          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2631        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2632     }
2633     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2634  /* A - (-B) -> A + B */
2635  (simplify
2636   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2637   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2638        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2639    (with
2640     {
2641      tree t1 = type;
2642      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2643          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2644        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2645     }
2646     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2647  /* -(T)(-A) -> (T)A
2648     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2649     happen without overflow.  */
2650  (simplify
2651   (negate (convert (negate @1)))
2652   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2653        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2654            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2655                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2656        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2657        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2658    (convert @1)))
2659  (simplify
2660   (negate (convert negate_expr_p@1))
2661   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2662        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2663             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2664             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2665            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2666    (convert (negate @1))))
2667  (simplify
2668   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2669   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2670        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2671    (view_convert @1)))
2672
2673  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2674     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2675  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2676       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2677
2678   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2679      irrespective of overflow issues.  */
2680   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2681   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2682   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2683   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2684   (simplify
2685    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2686    (view_convert @1))
2687   (simplify
2688    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2689    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2690         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2691    (negate (view_convert @1))
2692    (view_convert (negate @1))))
2693   (simplify
2694    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2695    (view_convert @0))
2696   (simplify
2697    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2698     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2699          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2700      (negate (view_convert @1))
2701      (view_convert (negate @1))))
2702   (simplify
2703    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2704    (view_convert @1))
2705   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2706   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2707   /* More cases are handled with comparisons.  */
2708   (simplify
2709    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2710    (plus @2 @1))
2711   (simplify
2712    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2713    (minus @2 @1))
2714   (simplify
2715    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2716    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2717         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2718     (pointer_diff @2 @1)))
2719   (simplify
2720    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2721    (plus @1 @2))
2722
2723   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2724      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2725      scalars.  */
2726   (for outer_op (plus minus)
2727    (for inner_op (plus minus)
2728         neg_inner_op (minus plus)
2729     (simplify
2730      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2731                CONSTANT_CLASS_P@2)
2732      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2733      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2734       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2735          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2736       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2737        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2738         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2739         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2740       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2741            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2742        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2743         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2744         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2745        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2746           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2747           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2748        (if (types_match (type, @0))
2749         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2750                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2751                                         type, @1, @2); }
2752          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2753           (inner_op @0 { cst; } )
2754           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2755           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2756                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2757            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2758            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2759            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2760             (if (utype)
2761              (view_convert (inner_op
2762                             (view_convert:utype @0)
2763                             (view_convert:utype
2764                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2765
2766   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2767   (for outer_op (plus minus)
2768    (simplify
2769     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2770     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2771     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2772      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2773         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2774      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2775       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2776      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2777           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2778       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2779       (if (types_match (type, @0))
2780        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2781         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2782          (minus { cst; } @0))))))))
2783
2784   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2785      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2786      scalars.  */
2787   (simplify
2788    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2789    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2790    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2791     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2792       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2793     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2794      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2795     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2796          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2797      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2798      (if (types_match (type, @0))
2799       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2800        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2801         (plus { cst; } @0)))))))
2802
2803 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2804 #if GIMPLE
2805   (simplify
2806    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2807     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2808          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2809          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2810          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2811      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2812         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2813      (with
2814       {
2815         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2816                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2817         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2818
2819         wide_int w1
2820           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2821                             TYPE_SIGN (inner_type));
2822
2823         value_range vr;
2824         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2825             && vr.kind () == VR_RANGE)
2826           {
2827             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2828             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2829             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2830             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2831           }
2832       }
2833      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2834       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2835      )))
2836 #endif
2837
2838 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2839 #if GIMPLE
2840   (for op (plus minus)
2841    (simplify
2842     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2843      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2844           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2845           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2846           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2847           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2848           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2849        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2850 #endif
2851
2852 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2853    to a simple value.  */
2854   (for op (plus minus)
2855    (simplify
2856     (op (convert @0) (convert @1))
2857      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2858           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2859           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2860           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2861           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2862           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2863       (convert (op! @0 @1)))))
2864
2865   /* ~A + A -> -1 */
2866   (simplify
2867    (plus:c (bit_not @0) @0)
2868    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2869     { build_all_ones_cst (type); }))
2870
2871   /* ~A + 1 -> -A */
2872   (simplify
2873    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2874    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2875     (negate (convert @0))))
2876
2877   /* -A - 1 -> ~A */
2878   (simplify
2879    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2880    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2881         && TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2882         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2883     (bit_not (convert @0))))
2884
2885   /* -1 - A -> ~A */
2886   (simplify
2887    (minus integer_all_onesp @0)
2888    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
2889     (bit_not @0)))
2890
2891   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2892   (simplify
2893    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2894     (convert? @0))
2895    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2896         /* For integer types, if A has a smaller type
2897            than T the result depends on the possible
2898            overflow in P + A.
2899            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2900            However, if an overflow in P + A would cause
2901            undefined behavior, we can assume that there
2902            is no overflow.  */
2903         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2904             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2905     (convert @1)))
2906   (simplify
2907    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2908     (convert @0))
2909    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2910         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2911            final type requires a sign- or zero-extension,
2912            then we have to punt - it is not defined which
2913            one is correct.  */
2914         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2915             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2916             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2917     (convert @1)))
2918    (simplify
2919     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2920     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2921        thus sign-extended if necessary.  */
2922     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2923      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2924         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2925         we don't want to diagnose overflow here.  */
2926      (convert (view_convert:stype @1))))
2927
2928   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2929   (simplify
2930    (minus (convert? @0)
2931     (convert (plus:c @@0 @1)))
2932    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2933         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2934         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2935     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2936      (convert (negate (convert:utype @1))))
2937     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2938          /* For integer types, if A has a smaller type
2939             than T the result depends on the possible
2940             overflow in P + A.
2941             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2942             However, if an overflow in P + A would cause
2943             undefined behavior, we can assume that there
2944             is no overflow.  */
2945          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2946              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2947      (negate (convert @1)))))
2948   (simplify
2949    (minus (convert @0)
2950     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2951    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2952         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2953         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2954     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2955      (convert (negate (convert:utype @1))))
2956     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2957          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2958             final type requires a sign- or zero-extension,
2959             then we have to punt - it is not defined which
2960             one is correct.  */
2961          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2962              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2963              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2964      (negate (convert @1)))))
2965    (simplify
2966     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2967     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2968        thus sign-extended if necessary.  */
2969     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2970      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2971         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2972         we don't want to diagnose overflow here.  */
2973      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2974
2975   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2976   (simplify
2977    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2978     (convert (plus:c @0 @2)))
2979    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2980         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2981         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2982         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2983     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2984      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2985     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2986           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2987          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2988              /* For integer types, if A has a smaller type
2989                 than T the result depends on the possible
2990                 overflow in P + A.
2991                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2992                 However, if an overflow in P + A would cause
2993                 undefined behavior, we can assume that there
2994                 is no overflow.  */
2995              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2996                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2997                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2998                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2999      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3000   (simplify
3001    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
3002     (convert (pointer_plus @0 @2)))
3003    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3004         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3005         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3006     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3007      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3008     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3009          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3010             final type requires a sign- or zero-extension,
3011             then we have to punt - it is not defined which
3012             one is correct.  */
3013          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3014              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3015              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
3016              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
3017              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
3018      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3019    (simplify
3020     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
3021      (pointer_diff @0 @1))
3022    (simplify
3023     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
3024     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3025        thus sign-extended if necessary.  */
3026     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3027      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3028         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3029         we don't want to diagnose overflow here.  */
3030      (minus (convert (view_convert:stype @1))
3031             (convert (view_convert:stype @2)))))))
3032
3033 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
3034     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
3035 (if (!TYPE_SATURATING (type)
3036      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
3037  (for plusminus (plus minus)
3038   (simplify
3039    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
3040    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3041         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3042         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3043             && tree_expr_nonzero_p (@0)
3044             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3045     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
3046      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
3047         original operand (but not on both).  */
3048      (mult (plusminus @1 @2) @0)
3049      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
3050   )))
3051   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
3052   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
3053    (simplify
3054     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
3055     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3056           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3057           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
3058              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3059              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
3060              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
3061           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3062               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3063                    && expr_not_equal_to (@0,
3064                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
3065                   || (plusminus == PLUS_EXPR
3066                       ? expr_not_equal_to (@2,
3067                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3068                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
3069                       : (expr_not_equal_to (@2,
3070                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3071                          && expr_not_equal_to (@2,
3072                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3073                                 + 1))))))
3074          && single_use (@3))
3075      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
3076    (simplify
3077     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
3078     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3079           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3080           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
3081              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3082              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
3083              for @0 0 and @2 min.  */
3084           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3085               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3086                    && (plusminus == MINUS_EXPR
3087                        || expr_not_equal_to (@0,
3088                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3089                   || expr_not_equal_to (@2,
3090                         (plusminus == PLUS_EXPR
3091                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3092                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
3093          && single_use (@3))
3094      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
3095
3096 #if GIMPLE
3097 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
3098    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
3099 (simplify
3100  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
3101   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3102        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3103        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3104        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3105            || optab_handler (smul_optab,
3106                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3107    (with { tree t = type;
3108            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3109            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
3110                                              element_precision (type));
3111            w += 1;
3112            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3113                                         : t, w);
3114            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3115     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3116 (simplify
3117  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
3118   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3119        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3120        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3121        && tree_fits_uhwi_p (@2)
3122        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
3123        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3124            || optab_handler (smul_optab,
3125                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3126    (with { tree t = type;
3127            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3128            unsigned int prec = element_precision (type);
3129            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
3130            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
3131            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3132                                         : t, w);
3133            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3134     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3135 #endif
3136
3137 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
3138    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
3139    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
3140 (for op (bit_ior bit_xor)
3141  (simplify
3142   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3143       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3144   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3145        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3146    (mult @1
3147          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
3148  (simplify
3149   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3150         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3151   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3152        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3153        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3154    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
3155            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
3156                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3157     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
3158  (simplify
3159   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3160         @1)
3161   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3162        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3163    (mult @1
3164          { wide_int_to_tree (type,
3165                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
3166  (simplify
3167   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3168       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3169   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3170        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3171        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3172        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3173    (with { tree t = type;
3174            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3175              t = unsigned_type_for (t);
3176            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3177            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
3178                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3179     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
3180  (simplify
3181   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3182         @1)
3183   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3184        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3185        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3186    (with { tree t = type;
3187            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3188              t = unsigned_type_for (t);
3189            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3190            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
3191     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
3192
3193 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
3194
3195 (for minmax (min max)
3196  (simplify
3197   (minmax @0 @0)
3198   @0))
3199 /* For fmin() and fmax(), skip folding when both are sNaN.  */
3200 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3201  (simplify
3202   (minmax @0 @0)
3203   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3204     @0)))
3205 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
3206 (simplify
3207  (min:c (max:c @0 @1) @1)
3208  @1)
3209 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
3210 (simplify
3211  (max:c (min:c @0 @1) @1)
3212  @1)
3213 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
3214 (simplify
3215  (max:c @0 (negate @0))
3216  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3217       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3218           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3219   (abs @0)))
3220 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
3221 (simplify
3222  (min:c @0 (negate @0))
3223  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3224       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3225           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3226   (negate (abs @0))))
3227 (simplify
3228  (min @0 @1)
3229  (switch
3230   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3231        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3232        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3233    @1)
3234   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3235        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3236        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3237    @0)))
3238 (simplify
3239  (max @0 @1)
3240  (switch
3241   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3242        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3243        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3244    @1)
3245   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3246        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3247        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3248    @0)))
3249
3250 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
3251 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
3252 (simplify
3253  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3254   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3255    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3256     @2
3257     @0)))
3258
3259 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
3260 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
3261 (simplify
3262  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3263   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3264    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3265     @0
3266     @2)))
3267
3268 /* Simplify min (&var[off0], &var[off1]) etc. depending on whether
3269    the addresses are known to be less, equal or greater.  */
3270 (for minmax (min max)
3271      cmp (lt gt)
3272  (simplify
3273   (minmax (convert1?@2 addr@0) (convert2?@3 addr@1))
3274   (with
3275    {
3276      poly_int64 off0, off1;
3277      tree base0, base1;
3278      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
3279                                   off0, off1, GENERIC);
3280    }
3281    (if (equal == 1)
3282     (if (minmax == MIN_EXPR)
3283      (if (known_le (off0, off1))
3284       @2
3285       (if (known_gt (off0, off1))
3286        @3))
3287      (if (known_ge (off0, off1))
3288       @2
3289       (if (known_lt (off0, off1))
3290        @3)))))))
3291
3292 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
3293    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
3294 (for minmax (min max)
3295  (simplify
3296   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
3297   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3298        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
3299        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
3300        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
3301    (minmax @1 (convert @2)))))
3302
3303 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3304  /* If either argument is NaN and other one is not sNaN, return the other
3305     one.  Avoid the transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
3306  (simplify
3307   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
3308    (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
3309        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling)
3310        && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3311    @0)))
3312 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
3313    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
3314    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
3315    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
3316    worry about it either.  */
3317 (if (flag_finite_math_only)
3318  (simplify
3319   (FMIN_ALL @0 @1)
3320   (min @0 @1))
3321  (simplify
3322   (FMAX_ALL @0 @1)
3323   (max @0 @1)))
3324 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
3325 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3326      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
3327  (simplify
3328   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
3329   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3330        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3331            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3332    (negate (maxmin @0 @1)))))
3333 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3334    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3335 (for minmax (min max)
3336  maxmin (max min)
3337  (simplify
3338   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3339   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3340
3341 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3342 (for minmax (min min max max)
3343      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3344      out    (le  gt  ge  lt )
3345  (simplify
3346   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3347   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3348    (out @0 @1))))
3349 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3350    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3351 (for cmp (eq ne)
3352  (simplify
3353   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3354   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3355                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3356    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3357    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3358                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3359     (cmp @0 @2)))))
3360 (for cmp (eq ne)
3361  (simplify
3362   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3363   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3364                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3365    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3366    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3367                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3368     (cmp @0 @2)))))
3369 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3370 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3371      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3372      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3373  (simplify
3374   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3375   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3376
3377 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3378    X > MAX(X, Y) -> false 
3379    X >= MIN(X, Y) -> true
3380    X < MIN(X, Y) -> false */
3381 (for minmax (min     min     max     max     )
3382      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3383  (simplify
3384   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3385   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3386
3387 /* Undo fancy ways of writing max/min or other ?: expressions, like
3388    a - ((a - b) & -(a < b))  and  a - (a - b) * (a < b) into (a < b) ? b : a.
3389    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3390 /* Transform A + (B-A)*cmp into cmp ? B : A.  */
3391 (simplify
3392  (plus:c @0 (mult:c (minus @1 @0) zero_one_valued_p@2))
3393  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3394       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3395   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3396 /* Transform A - (A-B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3397 (simplify
3398  (minus @0 (mult:c (minus @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3399  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3400       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3401   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3402 /* Transform A ^ (A^B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3403 (simplify
3404  (bit_xor:c @0 (mult:c (bit_xor:c @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3405  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3406       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3407   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3408
3409 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3410
3411 (for rotate (lrotate rrotate)
3412  (simplify
3413   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3414   @0))
3415
3416 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3417 (simplify
3418  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3419  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3420   @0))
3421
3422 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3423 (simplify
3424  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3425  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3426   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3427   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3428
3429 (simplify
3430  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3431  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3432       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3433          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3434          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3435       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3436       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3437       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3438       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3439       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3440           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3441                         TYPE_PRECISION (type)
3442                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3443   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3444
3445 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3446    types.  */
3447 (simplify
3448  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3449  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3450       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3451   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3452
3453 /* Optimize x >> x into 0 */
3454 (simplify
3455  (rshift @0 @0)
3456   { build_zero_cst (type); })
3457
3458 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3459  (simplify
3460   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3461   (non_lvalue @0))
3462  (simplify
3463   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3464   @0)
3465  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3466     if vector2 is uniform.  */
3467  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3468   (simplify
3469    (shiftrotate @0 vec@1)
3470    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3471     (if (tem)
3472      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3473
3474 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3475    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3476 #if GIMPLE
3477 (for shift (lshift rshift)
3478  (simplify
3479   (shift @0 SSA_NAME@1)
3480    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3481     (with {
3482       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3483       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3484      }
3485      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3486       @0)))))
3487 #endif
3488
3489 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3490    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3491 (simplify
3492  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3493  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3494                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3495                                            element_precision (type)), @1); }))
3496
3497 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3498 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3499  (simplify
3500   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3501   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3502    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3503         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3504         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3505         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3506     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3507                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3508      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3509         being well defined.  */
3510      (if (low >= prec)
3511       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3512        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3513        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3514         { build_zero_cst (type); }
3515         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3516       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3517
3518
3519 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3520 (simplify
3521  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3522   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3523    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3524    { build_zero_cst (type); }))
3525
3526 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3527    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3528    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3529 (for cmp (ne eq)
3530      icmp (eq ne)
3531  (simplify
3532   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3533    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3534            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3535     (if (c1 < c2)
3536      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3537      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3538  (simplify
3539   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3540    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3541     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3542             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3543      (if (c1 > c2)
3544       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3545       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3546
3547 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3548    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3549    if CST2 != 0.  */
3550 (for cmp (ne eq)
3551  (simplify
3552   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3553   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3554    (if (cand < 0
3555         || (!integer_zerop (@2)
3556             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3557     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3558     (if (!integer_zerop (@2)
3559          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3560      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3561
3562 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3563         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3564    if the new mask might be further optimized.  */
3565 (for shift (lshift rshift)
3566  (simplify
3567   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3568            INTEGER_CST@2)
3569    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3570         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3571         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3572         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3573         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3574     (with
3575      {
3576        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3577        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3578        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3579        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3580        unsigned int prec;
3581
3582        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3583          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3584        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3585                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3586          {
3587            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3588            tree arg00 = @0;
3589            /* See if more bits can be proven as zero because of
3590               zero extension.  */
3591            if (@3 != @0
3592                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3593              {
3594                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3595                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3596                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3597                  {
3598                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3599                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3600                    if (shiftc < prec)
3601                      shift_type = inner_type;
3602                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3603                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3604                       is all ones.  */
3605                  }
3606              }
3607            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3608            if (shiftc < prec)
3609              {
3610                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3611                zerobits <<= prec - shiftc;
3612              }
3613            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3614               can contain actually sign bits, so no transformation is
3615               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3616               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3617            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3618                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3619              {
3620                if ((mask & zerobits) == 0)
3621                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3622                else
3623                  zerobits = 0;
3624              }
3625          }
3626      }
3627      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3628      (if ((mask & zerobits) == mask)
3629       { build_int_cst (type, 0); }
3630       (with { newmask = mask | zerobits; }
3631        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3632         (with
3633          {
3634            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3635               mode's mask.  */
3636            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3637                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3638              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3639                break;
3640          }
3641          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3642               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3643           (with
3644            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3645            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3646             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3647              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3648              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3649
3650 /* ((1 << n) & M) != 0  -> n == log2 (M) */
3651 (for cmp (ne eq)
3652        icmp (eq ne)
3653  (simplify
3654   (cmp
3655    (bit_and
3656     (nop_convert? (lshift integer_onep @0)) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3657   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3658    (icmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3659                                 wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1))); }))))
3660
3661 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3662    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3663 (for shift (lshift rshift)
3664  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3665   (simplify
3666    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3667    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3668     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3669      (if (mask)
3670       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3671
3672 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3673 (simplify
3674  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3675   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3676        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3677            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3678            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3679    (with
3680     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3681      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3682
3683 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3684    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3685 (for rotate (lrotate rrotate)
3686  (simplify
3687   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3688    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3689          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3690          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3691         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3692             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3693     (with
3694      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3695       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3696
3697 (for cmp (eq ne)
3698  (for rotate (lrotate rrotate)
3699       invrot (rrotate lrotate)
3700   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3701   (simplify
3702    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3703    (cmp @1 @2))
3704   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3705   (simplify
3706    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3707    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3708   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3709   (simplify
3710    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3711     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3712      (cmp @0 @2)))))
3713
3714 /* Narrow a lshift by constant.  */
3715 (simplify
3716  (convert (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2))
3717  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3718       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3719       && !integer_zerop (@2)
3720       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3721   (if (TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3722        || wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type)))
3723    (lshift (convert @1) @2)
3724    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))
3725     { build_zero_cst (type); }))))
3726
3727 /* Simplifications of conversions.  */
3728
3729 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3730 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3731  (simplify
3732   (cvt @0)
3733   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3734        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3735    @0)))
3736
3737 /* Contract view-conversions.  */
3738 (simplify
3739   (view_convert (view_convert @0))
3740   (view_convert @0))
3741
3742 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3743    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3744 (simplify
3745   (view_convert @0)
3746   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3747        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3748        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3749    (convert @0)))
3750
3751 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3752    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3753 (simplify
3754   (view_convert (convert@0 @1))
3755   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3756        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3757        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3758        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3759            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3760                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3761    (view_convert @1)))
3762
3763 /* Simplify a view-converted empty or single-element constructor.  */
3764 (simplify
3765   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3766   (with
3767    { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
3768                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0); }
3769    (switch
3770     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
3771      { build_zero_cst (type); })
3772     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 1
3773          && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (ctor))
3774          && operand_equal_p (TYPE_SIZE (type),
3775                              TYPE_SIZE (TREE_TYPE
3776                                (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value))))
3777      (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value; })))))
3778
3779 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3780    barriers can be removed.  */
3781 (simplify
3782  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3783  @0)
3784 (simplify
3785  (paren (paren@1 @0))
3786  @1)
3787
3788 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3789 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3790  (for icvt (convert float)
3791   (simplify
3792    (ocvt (icvt@1 @0))
3793    (with
3794     {
3795       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3796       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3797       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3798       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3799       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3800       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3801       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3802       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3803       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3804       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3805       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3806       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3807       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3808       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3809       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3810       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3811       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3812       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3813       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3814       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3815     }
3816    (switch
3817     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3818        handled below, if we are converting something to its own
3819        type via an object of identical or wider precision, neither
3820        conversion is needed.  */
3821     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3822           || (GENERIC
3823               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3824          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3825              || (inter_float && final_float))
3826          && inter_prec >= final_prec)
3827      (ocvt @0))
3828
3829     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3830        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3831        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3832        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3833        then we sometimes need the middle conversion.  */
3834     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3835          && (final_int || final_float)
3836          && inter_prec >= inside_prec
3837          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3838      (ocvt @0))
3839
3840     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3841        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3842        final conversion does not change precision we can drop the
3843        intermediate conversion.  */
3844     (if (inside_int && inter_int && final_int
3845          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3846               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3847              || final_prec == inter_prec))
3848      (ocvt @0))
3849
3850     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3851         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3852         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3853         - the intermediate type is narrower than both initial and
3854           final, or
3855         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3856           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3857         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3858           intermediate and final types differ, or
3859         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3860           initial and intermediate types differ.  */
3861     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3862          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3863          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3864          && ! (inside_int && inter_int
3865                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3866                && inter_prec < final_prec)
3867          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3868              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3869          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3870          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3871      (ocvt @0))
3872
3873     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3874        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3875     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3876          && final_int && inter_int && inside_int
3877          && final_prec == inside_prec
3878          && final_prec > inter_prec
3879          && inter_unsignedp)
3880      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3881                               (inside_type,
3882                                wi::mask (inter_prec, false,
3883                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3884
3885     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3886        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3887        floating-point conversion.  */
3888     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3889          && inside_int && inter_float && final_int &&
3890          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3891          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3892      (convert @0)))))))
3893
3894 /* (float_type)(integer_type) x -> trunc (x) if the type of x matches
3895    float_type.  Only do the transformation if we do not need to preserve
3896    trapping behaviour, so require !flag_trapping_math. */
3897 #if GIMPLE
3898 (simplify
3899    (float (fix_trunc @0))
3900    (if (!flag_trapping_math
3901         && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
3902         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_TRUNC, type,
3903                                           OPTIMIZE_FOR_BOTH))
3904       (IFN_TRUNC @0)))
3905 #endif
3906
3907 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3908    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3909    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3910 (simplify
3911   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3912   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3913        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3914        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3915        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3916                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3917    (convert @0)))
3918
3919
3920 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3921 (simplify
3922   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3923   (convert @0))
3924
3925 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3926 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3927      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3928   (simplify
3929    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3930    @0))
3931
3932 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3933 (for op (plus minus)
3934  (simplify
3935   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3936   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3937        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3938    (with
3939      {
3940        wi::overflow_type overflow;
3941        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3942                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3943      }
3944      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3945          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3946       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3947       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3948        (convert (op (convert:utype @0)
3949                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3950
3951 /* Canonicalization of binary operations.  */
3952
3953 /* Convert X + -C into X - C.  */
3954 (simplify
3955  (plus @0 REAL_CST@1)
3956  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3957   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3958    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3959     (minus @0 { tem; })))))
3960
3961 /* Convert x+x into x*2.  */
3962 (simplify
3963  (plus @0 @0)
3964  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3965   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3966   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3967    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3968
3969 /* 0 - X  ->  -X.  */
3970 (simplify
3971  (minus integer_zerop @1)
3972  (negate @1))
3973 (simplify
3974  (pointer_diff integer_zerop @1)
3975  (negate (convert @1)))
3976
3977 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3978    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3979    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3980 (simplify
3981  (minus real_zerop@0 @1)
3982  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
3983   (negate @1)))
3984
3985 /* Transform x * -1 into -x.  */
3986 (simplify
3987  (mult @0 integer_minus_onep)
3988  (negate @0))
3989
3990 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3991    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3992 (simplify
3993  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3994  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3995       && single_use (@3)
3996       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3997   (mult (mult @0 @2) @1)))
3998
3999 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
4000    number.  */
4001 (match compositional_complex
4002  (convert? (complex @0 @1)))
4003
4004 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
4005 (simplify
4006  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
4007  @0)
4008 (simplify
4009  (realpart (complex @0 @1))
4010  @0)
4011 (simplify
4012  (imagpart (complex @0 @1))
4013  @1)
4014
4015 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
4016 (simplify
4017  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
4018  (convert (realpart @0)))
4019 (simplify
4020  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
4021  (convert (negate (imagpart @0))))
4022 (for part (realpart imagpart)
4023  (for op (plus minus)
4024   (simplify
4025    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
4026    (convert (op (part @0) (part @1))))))
4027 (simplify
4028  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4029  (convert (COS @0)))
4030 (simplify
4031  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4032  (convert (SIN @0)))
4033
4034 /* conj(conj(x)) -> x  */
4035 (simplify
4036  (conj (convert? (conj @0)))
4037  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
4038   (convert @0)))
4039
4040 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
4041 (simplify
4042  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
4043  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
4044   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
4045
4046 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
4047 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
4048             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
4049  (simplify
4050   (bswap (bswap @0))
4051   @0)
4052  (simplify
4053   (bswap (bit_not (bswap @0)))
4054   (bit_not @0))
4055  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
4056   (simplify
4057    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
4058    (bitop @0 (bswap @1))))
4059  (for cmp (eq ne)
4060   (simplify
4061    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
4062    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
4063     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
4064   (simplify
4065    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
4066    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
4067     (cmp (convert:ctype @0) (bswap! @1)))))
4068  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
4069  (simplify
4070   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
4071            INTEGER_CST@3)
4072    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4073         && tree_fits_uhwi_p (@2)
4074         && tree_fits_uhwi_p (@3))
4075     (with
4076      {
4077       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
4078       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
4079       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
4080       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
4081       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
4082      }
4083      (if (bits < prec
4084           && mask < (256u>>lo)
4085           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
4086       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
4087        (if (ns == 0)
4088         (bit_and (convert @1) @3)
4089         (with
4090          {
4091           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
4092           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
4093          }
4094          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
4095  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
4096  (simplify
4097   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4098    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4099         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
4100         && tree_fits_uhwi_p (@1))
4101     (with
4102      {
4103       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4104       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
4105       /* If the bswap was extended before the original shift, this
4106          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
4107          the original shift.  */
4108       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
4109      }
4110      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
4111         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
4112      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
4113           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
4114           && TYPE_UNSIGNED (type)
4115           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
4116       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
4117        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
4118       (if (bits + 8 == prec)
4119        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
4120         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
4121         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
4122        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
4123         (with 
4124          {
4125           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
4126           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
4127                                        : signed_char_type_node;
4128          }
4129          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
4130  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
4131  (simplify
4132   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4133    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4134         && tree_fits_uhwi_p (@1)
4135         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
4136     (with
4137      {
4138       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4139       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
4140       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
4141      }
4142      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
4143
4144
4145 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
4146
4147 /* Simplify constant conditions.
4148    Only optimize constant conditions when the selected branch
4149    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
4150    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
4151    Note that we cannot throw away the fold-const.cc variant nor
4152    this one as we depend on doing this transform before possibly
4153    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.cc one can optimize
4154    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
4155    genmatch cannot handle.  */
4156 (simplify
4157  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
4158  (if (integer_zerop (@0))
4159   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
4160    @2)
4161   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
4162    @1)))
4163 (simplify
4164  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
4165  (if (integer_all_onesp (@0))
4166   @1
4167   (if (integer_zerop (@0))
4168    @2)))
4169
4170 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
4171 (for op (negate bit_not abs absu)
4172  (simplify
4173   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
4174   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
4175
4176 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
4177 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
4178          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
4179          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
4180 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
4181  (simplify
4182   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
4183   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
4184
4185 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
4186  (simplify
4187   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
4188   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
4189  (simplify
4190   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
4191   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
4192
4193 #if GIMPLE
4194 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @4)
4195  (bit_and (convert?@4 (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0 @3))
4196            INTEGER_CST@1)
4197  (with {
4198          int ibit = tree_log2 (@0);
4199          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4200        }
4201   (if (ibit == ibit2
4202       && ibit >= 0
4203       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4204
4205 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4206  (bit_and (convert?@3 (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0))
4207           INTEGER_CST@1)
4208  (with {
4209          int ibit = tree_log2 (@0);
4210          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4211        }
4212   (if (ibit == ibit2
4213       && ibit >= 0
4214       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4215
4216 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4217  (bit_and:c
4218   (convert1?@4
4219    (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@5 @6)) @3))
4220   (convert2? @0))
4221  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4222
4223 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4224  (bit_and:c
4225   (convert1?@4
4226    (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@3 @5))))
4227   (convert2? @0))
4228  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4229
4230 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4231  (bit_and@4 (convert?@3 (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 INTEGER_CST@0 @5))
4232             INTEGER_CST@1)
4233  (with {
4234          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4235                                               TYPE_PRECISION(type)));
4236          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4237        }
4238   (if (ibit == ibit2
4239       && ibit >= 0
4240       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4241
4242 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4243  (bit_and@4
4244   (convert?@3 (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 INTEGER_CST@0))
4245   INTEGER_CST@1)
4246  (with {
4247          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4248                                               TYPE_PRECISION(type)));
4249          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4250        }
4251   (if (ibit == ibit2
4252       && ibit >= 0
4253       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4254
4255 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4256  (bit_and:c
4257   (convert1?@3
4258    (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7))) @5))
4259   (convert2? @0))
4260  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4261
4262 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4263  (bit_and:c
4264   (convert1?@3
4265    (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7)))))
4266   (convert2? @0))
4267   (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4268
4269 #endif
4270
4271 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
4272    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
4273    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
4274 (simplify
4275  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
4276  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4277   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
4278 (simplify
4279  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
4280  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4281   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
4282 (simplify
4283  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
4284  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4285   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4286 (simplify
4287  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
4288  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4289   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4290
4291 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
4292 (simplify
4293  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
4294  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4295   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
4296 (simplify
4297  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4298  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4299   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
4300 (simplify
4301  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
4302  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4303   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4304 (simplify
4305  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4306  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4307   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4308
4309 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
4310    types are compatible.  */
4311 (simplify
4312  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
4313  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
4314       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4315   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
4316    (bit_not @0)
4317    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
4318     @0))))
4319
4320 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
4321 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
4322    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
4323 #if GIMPLE
4324 (simplify
4325  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
4326  (switch
4327   (if (integer_zerop (@2))
4328    (switch
4329     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
4330     (if (integer_onep (@1))
4331      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
4332     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
4333     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
4334      (with {
4335        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
4336       }
4337       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))
4338     /* a ? -1 : 0 -> -a.  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4339        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4340     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
4341      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))))
4342   (if (integer_zerop (@1))
4343    (with {
4344       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
4345     }
4346     (switch
4347      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
4348      (if (integer_onep (@2))
4349       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
4350      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
4351      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
4352       (with {
4353         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
4354        }
4355        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
4356         { shift; })))
4357      /* a ? -1 : 0 -> -(!a).  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4358        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4359      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
4360       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
4361     )
4362    )
4363   )
4364  )
4365 )
4366 #endif
4367
4368 (simplify
4369  (convert (cond@0 @1 INTEGER_CST@2 INTEGER_CST@3))
4370  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4371       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4372   (cond @1 (convert @2) (convert @3))))
4373
4374 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
4375    be extended.  */
4376 /* This pattern implements two kinds simplification:
4377
4378    Case 1)
4379    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
4380      1) Conversions are type widening from smaller type.
4381      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
4382      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
4383    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
4384    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
4385    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
4386    referred var is always benefitial for complicated cases.
4387
4388    Case 2)
4389    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
4390 (for cmp (lt le gt ge eq)
4391  (simplify
4392   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
4393   (with
4394    {
4395      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
4396      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
4397      enum tree_code code = ERROR_MARK;
4398
4399      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
4400          && int_fits_type_p (@2, from_type)
4401          && (types_match (c1_type, from_type)
4402              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4403                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4404                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
4405          && (types_match (c2_type, from_type)
4406              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4407                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4408                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
4409        {
4410          if (cmp != EQ_EXPR)
4411            {
4412              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
4413                {
4414                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4415                  if (cmp == LE_EXPR)
4416                    code = LT_EXPR;
4417                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4418                  if (cmp == GT_EXPR)
4419                    code = GE_EXPR;
4420                }
4421              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
4422                {
4423                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4424                  if (cmp == LT_EXPR)
4425                    code = LE_EXPR;
4426                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4427                  if (cmp == GE_EXPR)
4428                    code = GT_EXPR;
4429                }
4430              if (code != ERROR_MARK
4431                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
4432                {
4433                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4434                    code = MIN_EXPR;
4435                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4436                    code = MAX_EXPR;
4437                }
4438            }
4439          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
4440          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
4441            code = EQ_EXPR;
4442        }
4443    }
4444    (if (code == MAX_EXPR)
4445     (convert (max @1 (convert @2)))
4446     (if (code == MIN_EXPR)
4447      (convert (min @1 (convert @2)))
4448      (if (code == EQ_EXPR)
4449       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4450                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4451
4452 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4453
4454      1) OP is PLUS or MINUS.
4455      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4456      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4457
4458    This pattern also handles special cases like:
4459
4460      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4461         integer zero.  In this case,
4462           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4463           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4464      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4465         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4466         code.
4467
4468    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4469    simplified at the moment because C standard requires additional
4470    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4471    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4472 (for op (plus minus)
4473  (for cmp (lt le gt ge)
4474   (simplify
4475    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4476    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4477     (if (types_match (from_type, to_type)
4478          /* Check if it is special case A).  */
4479          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4480              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4481              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4482              && integer_zerop (@1)
4483              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4484      (with
4485       {
4486         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4487         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4488         wide_int real_c1;
4489         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4490         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4491         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4492         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4493
4494         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4495             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4496             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4497         if (!types_match (from_type, to_type))
4498           {
4499             if (cmp_code == LT_EXPR)
4500               cmp_code = GT_EXPR;
4501             if (cmp_code == GE_EXPR)
4502               cmp_code = LE_EXPR;
4503             c1 = wi::max_value (to_type);
4504           }
4505         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4506            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4507            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4508            if it is undefined.  */
4509         if (op == PLUS_EXPR)
4510           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4511         else
4512           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4513
4514         code = cmp_code;
4515         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4516           {
4517             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4518                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4519             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4520                 && !overflow)
4521               {
4522                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4523                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4524                   code = LT_EXPR;
4525                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4526                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4527                   code = GE_EXPR;
4528               }
4529             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4530                 && !overflow)
4531               {
4532                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4533                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4534                   code = LE_EXPR;
4535                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4536                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4537                   code = GT_EXPR;
4538               }
4539             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4540               {
4541                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4542                   code = MIN_EXPR;
4543                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4544                   code = MAX_EXPR;
4545               }
4546           }
4547       }
4548       (if (code == MAX_EXPR)
4549        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4550            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4551        (if (code == MIN_EXPR)
4552         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4553             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4554
4555 #if GIMPLE
4556 /* A >= B ? A : B -> max (A, B) and friends.  The code is still
4557    in fold_cond_expr_with_comparison for GENERIC folding with
4558    some extra constraints.  */
4559 (for cmp (eq ne le lt unle unlt ge gt unge ungt uneq ltgt)
4560  (simplify
4561   (cond (cmp:c (nop_convert1?@c0 @0) (nop_convert2?@c1 @1))
4562         (convert3? @0) (convert4? @1))
4563   (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4564        && ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
4565             /* Allow widening conversions of the data.  */
4566             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) <= TYPE_PRECISION (type)
4567             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) <= TYPE_PRECISION (type))
4568            || (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
4569                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))))
4570    (switch
4571     (if (cmp == EQ_EXPR)
4572      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4573       (view_convert @c1)
4574       (convert @c1)))
4575     (if (cmp == NE_EXPR)
4576      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4577       (view_convert @c0)
4578       (convert @c0)))
4579     (if (cmp == LE_EXPR || cmp == UNLE_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == UNLT_EXPR)
4580      (if (!HONOR_NANS (type))
4581       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4582        (view_convert (min @c0 @c1))
4583        (convert (min @c0 @c1)))))
4584     (if (cmp == GE_EXPR || cmp == UNGE_EXPR || cmp == GT_EXPR || cmp == UNGT_EXPR)
4585      (if (!HONOR_NANS (type))
4586       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4587        (view_convert (max @c0 @c1))
4588        (convert (max @c0 @c1)))))
4589     (if (cmp == UNEQ_EXPR)
4590      (if (!HONOR_NANS (type))
4591       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4592        (view_convert @c1)
4593        (convert @c1))))
4594     (if (cmp == LTGT_EXPR)
4595      (if (!HONOR_NANS (type))
4596       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4597        (view_convert @c0)
4598        (convert @c0))))))))
4599 #endif
4600
4601 /* X != C1 ? -X : C2 simplifies to -X when -C1 == C2.  */
4602 (simplify
4603  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (negate@3 @0) INTEGER_CST@2)
4604  (if (!TYPE_SATURATING (type)
4605       && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
4606           || !wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1)))
4607       && wi::eq_p (wi::neg (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4608   @3))
4609
4610 /* X != C1 ? ~X : C2 simplifies to ~X when ~C1 == C2.  */
4611 (simplify
4612  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (bit_not@3 @0) INTEGER_CST@2)
4613  (if (wi::eq_p (wi::bit_not (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4614   @3))
4615
4616 /* (X + 1) > Y ? -X : 1 simplifies to X >= Y ? -X : 1 when
4617    X is unsigned, as when X + 1 overflows, X is -1, so -X == 1.  */
4618 (simplify
4619  (cond (gt (plus @0 integer_onep) @1) (negate @0) integer_onep@2)
4620  (if (TYPE_UNSIGNED (type))
4621   (cond (ge @0 @1) (negate @0) @2)))
4622
4623 (for cnd (cond vec_cond)
4624  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4625  (simplify
4626   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4627   (cnd @0 @1 @3))
4628  (simplify
4629   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4630   (cnd @0 @1 @3))
4631  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4632  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4633     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4634     The following is still important to merge then and else arm cases
4635     from if-conversion.  */
4636  (simplify
4637   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4638   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4639    (cnd @0 @1 @3)))
4640  (simplify
4641   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4642   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4643    (cnd @0 @3 @4)))
4644
4645  /* A ? B : B -> B.  */
4646  (simplify
4647   (cnd @0 @1 @1)
4648   @1)
4649
4650  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4651  (simplify
4652   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4653   (cnd @0 @2 @1)))
4654
4655 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4656    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4657    Need to handle UN* comparisons.
4658
4659    None of these transformations work for modes with signed
4660    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4661    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4662    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4663    even though the original expressions could be positive or
4664    negative, depending on the sign of A.
4665
4666    Note that all these transformations are correct if A is
4667    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4668
4669 (for cnd (cond vec_cond)
4670  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4671  (for cmp (eq uneq)
4672   (simplify
4673    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4674     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4675      @1))
4676   (simplify
4677    (cnd (cmp @0 zerop) integer_zerop (negate@1 @0))
4678     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4679      @1))
4680  )
4681  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4682  (for cmp (ne ltgt)
4683   (simplify
4684    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4685     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4686      @0))
4687   (simplify
4688    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4689     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4690      @0))
4691  )
4692  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4693  (for cmp (ge gt)
4694   (simplify
4695    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4696     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4697          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4698      (abs @0))))
4699  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4700  (for cmp (le lt)
4701   (simplify
4702    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4703     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4704          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4705      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4706           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4707       (with {
4708         tree utype = unsigned_type_for (type);
4709        }
4710        (convert (negate (absu:utype @0))))
4711        (negate (abs @0)))))
4712  )
4713 )
4714
4715 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4716 (simplify
4717  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4718  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4719       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4720       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4721       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4722       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4723   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4724
4725 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4726    return all -1 or all 0 results.  */
4727 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4728    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4729 (simplify
4730  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4731  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4732       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4733                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4734       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4735           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4736   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4737
4738 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4739 (simplify
4740  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4741  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4742       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4743                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4744       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4745           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4746   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4747
4748
4749 /* Simplifications of comparisons.  */
4750
4751 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4752    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4753    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4754 (for cmp  (le gt)
4755      acmp (lt ge)
4756  (simplify
4757   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4758   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4759    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4760      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4761                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4762                                                      wi::to_wide (cst)
4763                                                      + 1)); })))))
4764 (for cmp  (ge lt)
4765      acmp (gt le)
4766  (simplify
4767   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4768   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4769    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
4770     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4771                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4772                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
4773
4774 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
4775    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
4776    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
4777    that with expression code iteration.  */
4778 (for cmp (tcc_comparison)
4779      icmp (inverted_tcc_comparison)
4780      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
4781  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
4782     and handle some more cases by using
4783       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
4784     here but for that genmatch would need to "inline" that.
4785     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
4786  (simplify
4787   (bit_not (cmp @0 @1))
4788   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4789        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
4790    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
4791       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
4792       a computed operator in the replacement tree thus we have
4793       to play the trick below.  */
4794    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4795              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4796     (if (ic == icmp)
4797      (icmp @0 @1)
4798      (if (ic == ncmp)
4799       (ncmp @0 @1))))))
4800  (simplify
4801   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
4802   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4803             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4804    (if (ic == icmp)
4805     (icmp @0 @1)
4806     (if (ic == ncmp)
4807      (ncmp @0 @1)))))
4808  /* The following bits are handled by fold_binary_op_with_conditional_arg.  */
4809  (simplify
4810   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4811   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4812    (cmp @0 @1)))
4813  (simplify
4814   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4815   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4816    (cmp @0 @1)))
4817  (simplify
4818   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
4819   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4820    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4821              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4822     (if (ic == icmp)
4823      (icmp @0 @1)
4824      (if (ic == ncmp)
4825       (ncmp @0 @1))))))
4826  (simplify
4827   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
4828   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
4829    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4830              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4831     (if (ic == icmp)
4832      (icmp @0 @1)
4833      (if (ic == ncmp)
4834       (ncmp @0 @1)))))))
4835
4836 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
4837    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
4838    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
4839    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
4840    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
4841 (for cmp (eq ne)
4842  (for sub (minus pointer_diff)
4843   (simplify
4844    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
4845    (if (single_use (@2))
4846     (cmp @0 @1)))))
4847
4848 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
4849    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
4850 (for cmp (lt ge)
4851  (simplify
4852   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
4853    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4854         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4855         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4856     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4857 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
4858    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
4859 (simplify
4860  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
4861   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4862        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4863        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4864    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4865
4866 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
4867    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
4868    often enough for folding it to be of value.  One example is in
4869    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
4870 (for cmp (simple_comparison)
4871      scmp (swapped_simple_comparison)
4872  (simplify
4873   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
4874   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
4875   (if (integer_zerop (@1))
4876    (cmp @1 @2)
4877    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4878         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4879         && single_use (@3))
4880     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
4881     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
4882      (scmp @0 @2)
4883      (cmp @0 @2))))))
4884
4885 /* For integral types with undefined overflow fold
4886    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
4887    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
4888    Z / 2^n Z.  */
4889 (for cmp (eq ne)
4890  (simplify
4891   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4892   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4893        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4894        && wi::to_wide (@1) != 0)
4895    (with { widest_int quot; }
4896     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
4897                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
4898      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
4899      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4900    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4901         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4902         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
4903     (cmp @0
4904      {
4905        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4906        int p = TYPE_PRECISION (itype);
4907        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
4908        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
4909        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
4910                                     p, TYPE_SIGN (itype));
4911        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
4912      })))))
4913
4914 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
4915    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
4916 (for cmp (eq ge le)
4917  (simplify
4918   (cmp @0 @0)
4919   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4920        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
4921    { constant_boolean_node (true, type); }
4922    (if (cmp != EQ_EXPR
4923         /* With -ftrapping-math conversion to EQ loses an exception.  */
4924         && (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4925             || ! flag_trapping_math))
4926     (eq @0 @0)))))
4927 (for cmp (ne gt lt)
4928  (simplify
4929   (cmp @0 @0)
4930   (if (cmp != NE_EXPR
4931        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4932        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
4933    { constant_boolean_node (false, type); })))
4934 (for cmp (unle unge uneq)
4935  (simplify
4936   (cmp @0 @0)
4937   { constant_boolean_node (true, type); }))
4938 (for cmp (unlt ungt)
4939  (simplify
4940   (cmp @0 @0)
4941   (unordered @0 @0)))
4942 (simplify
4943  (ltgt @0 @0)
4944  (if (!flag_trapping_math || !tree_expr_maybe_nan_p (@0))
4945   { constant_boolean_node (false, type); }))
4946
4947 /* x == ~x -> false */
4948 /* x != ~x -> true */
4949 (for cmp (eq ne)
4950  (simplify
4951   (cmp:c @0 (bit_not @0))
4952   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4953
4954 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
4955 (for cmp (simple_comparison)
4956  (simplify
4957   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
4958   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
4959    (cmp @1 @0))))
4960
4961 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
4962 (for cmp (simple_comparison)
4963      scmp (swapped_simple_comparison)
4964  (simplify
4965   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4966   (if (single_use (@2)
4967        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
4968    (scmp @0 (bit_not @1)))))
4969
4970 (for cmp (simple_comparison)
4971  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
4972  (simplify
4973   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
4974   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4975        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4976            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4977        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4978            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
4979    (with
4980     {
4981       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4982       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
4983         {
4984           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
4985           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
4986               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
4987             type1 = float_type_node;
4988           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
4989               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
4990             type1 = double_type_node;
4991         }
4992       tree newtype
4993         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
4994            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
4995     }
4996     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
4997      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
4998
4999  (simplify
5000   (cmp @0 REAL_CST@1)
5001   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
5002   (switch
5003    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
5004    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
5005     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
5006    /* (-0) CMP b -> 0 CMP b.  */
5007    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5008         && REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@0)))
5009     (cmp { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); } @1))
5010    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
5011    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5012         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1)
5013         && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5014     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5015    /* NaN != y is always true, other ops are always false.  */
5016    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5017         && REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@0))
5018         && !tree_expr_signaling_nan_p (@0)
5019         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1))
5020     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5021    /* Fold comparisons against infinity.  */
5022    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
5023         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
5024     (with
5025      {
5026        REAL_VALUE_TYPE max;
5027        enum tree_code code = cmp;
5028        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
5029        if (neg)
5030          code = swap_tree_comparison (code);
5031      }
5032      (switch
5033       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
5034       (if (code == GT_EXPR
5035            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5036        { constant_boolean_node (false, type); })
5037       (if (code == LE_EXPR)
5038        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
5039        (if (! HONOR_NANS (@0))
5040         { constant_boolean_node (true, type); }
5041         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
5042            an "invalid" exception.  */
5043         (if (!flag_trapping_math)
5044          (eq @0 @0))))
5045       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
5046          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
5047       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5048            || code == GE_EXPR)
5049        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5050         (if (neg)
5051          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5052          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5053       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
5054       (if (code == LT_EXPR)
5055        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5056         (if (neg)
5057          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5058          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5059       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
5060          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
5061       (if (code == NE_EXPR)
5062        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5063         (if (! HONOR_NANS (@0))
5064          (if (neg)
5065           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5066           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
5067          (if (neg)
5068           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5069           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
5070
5071  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
5072     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
5073     comparison with a revised real constant as long as no overflow
5074     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
5075  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5076   (for op (plus minus)
5077    (simplify
5078     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5079     (with
5080      {
5081        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
5082                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
5083      }
5084      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5085       (cmp @0 { tem; }))))))
5086
5087  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
5088     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
5089     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
5090     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
5091  (if (flag_associative_math)
5092   (simplify
5093    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
5094    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
5095     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5096      (cmp { tem; } @1)))))
5097
5098  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
5099  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
5100   (for sq (SQRT)
5101    (simplify
5102     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
5103     (switch
5104      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
5105       (switch
5106        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
5107        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5108         { constant_boolean_node (false, type); })
5109        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
5110           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
5111        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
5112         { constant_boolean_node (true, type); })
5113        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
5114        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
5115      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5116       (switch
5117        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
5118        (if (cmp == LT_EXPR)
5119         { constant_boolean_node (false, type); })
5120        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
5121        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
5122         { constant_boolean_node (true, type); })
5123        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
5124        (if (cmp == LE_EXPR)
5125         (eq @0 @1))
5126        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
5127           == or !=.  In the last case:
5128
5129             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
5130
5131           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
5132           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
5133        (cmp @0 @1)))
5134      (if ((cmp == LT_EXPR
5135            || cmp == LE_EXPR
5136            || cmp == GT_EXPR
5137            || cmp == GE_EXPR)
5138           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5139           /* Give up for -frounding-math.  */
5140           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
5141       (with
5142        {
5143          REAL_VALUE_TYPE c2;
5144          enum tree_code ncmp = cmp;
5145          const real_format *fmt
5146            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
5147          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
5148                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
5149          real_convert (&c2, fmt, &c2);
5150          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
5151             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
5152          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
5153            {
5154              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5155                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
5156              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5157                ncmp = ERROR_MARK;
5158              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5159                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
5160                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
5161              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5162                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
5163                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
5164              else
5165                {
5166                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
5167                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
5168                     to be adjusted.  */
5169                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
5170                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5171                    tow = dconst0;
5172                  else
5173                    real_inf (&tow);
5174                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
5175                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
5176                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
5177                    ncmp = ERROR_MARK;
5178                  else
5179                    {
5180                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5181                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
5182                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5183                        ncmp = ERROR_MARK;
5184                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
5185                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
5186                        c2 = c2alt;
5187                    }
5188                }
5189            }
5190        }
5191        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5192         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5193          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
5194          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
5195           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5196           { constant_boolean_node (false, type); })
5197          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
5198          (if (ncmp != ERROR_MARK)
5199           (if (ncmp == GE_EXPR)
5200            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5201            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5202         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
5203         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5204          (switch
5205           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
5206              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
5207           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5208            { constant_boolean_node (true, type); })
5209           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
5210              don't care about NaNs.  */
5211           (if (! HONOR_NANS (@0))
5212            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5213           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
5214              don't care about Infinities.  */
5215           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
5216            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
5217           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
5218           (if (GENERIC)
5219            (truth_andif
5220             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5221             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5222          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
5223          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
5224           (if (ncmp == LT_EXPR)
5225            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5226            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5227           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
5228           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
5229            (if (ncmp == LT_EXPR)
5230             (truth_andif
5231              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5232              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5233             (truth_andif
5234              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5235              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
5236    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
5237    (simplify
5238     (cmp (sq @0) (sq @1))
5239       (if (! HONOR_NANS (@0))
5240         (cmp @0 @1))))))
5241
5242 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
5243 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5244      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
5245  (simplify
5246   (cmp (float@0 @1) (float @2))
5247    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5248         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5249     (with
5250      {
5251        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
5252        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5253        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
5254        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
5255        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
5256      }
5257      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
5258           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
5259       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
5260        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
5261        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
5262             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
5263         (icmp @1 (convert @2))
5264         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
5265              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
5266          (icmp (convert:type2 @1) @2)
5267          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
5268               && type1_signed_p == type2_signed_p)
5269           (icmp @1 @2))))))))))
5270
5271 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
5272 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
5273      icmp (le le eq ne ge ge)
5274  (simplify
5275   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
5276    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5277         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5278     (with
5279      {
5280        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5281        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
5282        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5283        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
5284           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
5285           TODO: relax under -fno-trapping-math or
5286           -fno-signaling-nans.  */
5287        bool exception_p
5288          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
5289                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
5290      }
5291      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
5292         -fno-trapping-math.  */
5293      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
5294       (with
5295        {
5296          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
5297          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
5298          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
5299          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
5300
5301          REAL_VALUE_TYPE icst;
5302          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5303            real_ceil (&icst, fmt, cst);
5304          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5305            real_floor (&icst, fmt, cst);
5306          else
5307            real_trunc (&icst, fmt, cst);
5308
5309          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
5310
5311          bool overflow_p = false;
5312          wide_int icst_val
5313            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
5314        }
5315        (switch
5316         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
5317         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
5318          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5319                                   type); })
5320         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
5321          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5322                                   type); })
5323         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
5324         (if (cst_int_p)
5325          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
5326                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
5327         )
5328         /* When CST is fractional, optimize
5329             (FTYPE) N == CST -> 0
5330             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
5331         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5332          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5333         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
5334         (with
5335          {
5336            gcc_checking_assert (!overflow_p);
5337          }
5338          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
5339
5340 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
5341 (for cmp (eq ne)
5342  (simplify
5343   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
5344   (if (!integer_zerop (@1))
5345    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
5346     (cmp @0 @2)
5347     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5348      (with
5349       {
5350         wi::overflow_type ovf;
5351         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5352                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5353       }
5354       (if (ovf)
5355        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5356        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
5357 (for cmp (lt le gt ge)
5358  (simplify
5359   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5360   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5361    (with
5362     {
5363       wi::overflow_type ovf;
5364       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5365                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5366     }
5367     (if (ovf)
5368      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
5369                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
5370                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
5371      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
5372
5373 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
5374
5375    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
5376    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
5377    multiplication computed modulo 2^size.
5378    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
5379 (for cmp  (lt le gt ge)
5380      cmp2 (ge ge lt lt)
5381  (simplify
5382   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5383   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
5384        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5385        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5386    (with
5387     {
5388       tree utype = TREE_TYPE (@2);
5389       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
5390       wide_int right = wi::to_wide (@2);
5391       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5392       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5393       bool small = wi::leu_p (right, smax);
5394       bool large = wi::geu_p (right, smin);
5395     }
5396     (if (small || large)
5397      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
5398      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
5399
5400 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
5401 (simplify
5402  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
5403  (if (types_match (@0, @1))
5404   (unordered @0 @1)))
5405 (simplify
5406  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
5407  (if (types_match (@0, @1))
5408   (ordered @0 @1)))
5409 (simplify
5410  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
5411  @2)
5412 (simplify
5413  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
5414  @2)
5415
5416 /* Simple range test simplifications.  */
5417 /* A < B || A >= B -> true.  */
5418 (for test1 (lt le le le ne ge)
5419      test2 (ge gt ge ne eq ne)
5420  (simplify
5421   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5422   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5423        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5424    { constant_boolean_node (true, type); })))
5425 /* A < B && A >= B -> false.  */
5426 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
5427      test2 (ge gt eq gt eq gt)
5428  (simplify
5429   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5430   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5431        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5432    { constant_boolean_node (false, type); })))
5433
5434 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
5435    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
5436
5437    Note that comparisons
5438      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
5439      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
5440    will be canonicalized to above so there's no need to
5441    consider them here.
5442  */
5443
5444 (for cmp (le gt)
5445      eqcmp (eq ne)
5446  (simplify
5447   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
5448   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5449    (with
5450     {
5451      tree ty = TREE_TYPE (@0);
5452      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
5453      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
5454      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
5455      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
5456     }
5457     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
5458          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
5459       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
5460              { build_zero_cst (ty); }))))))
5461
5462 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
5463 (for cmp (tcc_comparison)
5464      scmp (swapped_tcc_comparison)
5465  (simplify
5466   (cmp (negate @0) (negate @1))
5467   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5468        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5469            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5470    (scmp @0 @1)))
5471  (simplify
5472   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5473   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5474        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5475            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5476    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
5477     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5478      (scmp @0 { tem; }))))))
5479
5480 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
5481 (for op (eq ne)
5482  (simplify
5483   (op (abs @0) zerop@1)
5484   (op @0 @1)))
5485
5486 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
5487    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
5488 (for cmp (simple_comparison)
5489  (simplify
5490   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
5491   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5492        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
5493           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
5494        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
5495             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5496                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
5497                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
5498                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
5499        && single_use (@0))
5500    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5501         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5502             || @1 != @10)
5503         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5504             || cmp == NE_EXPR
5505             || cmp == EQ_EXPR)
5506         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
5507     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
5508        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
5509        constant which fold_convert produces.  */
5510     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5511      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
5512                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
5513      (cmp @00 (convert @1)))
5514
5515     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
5516      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
5517      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5518            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5519            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5520                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
5521           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
5522               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
5523                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
5524                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5525                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
5526               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5527                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5528                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
5529       (cmp @00 (convert @10))
5530       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5531            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5532            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
5533        (with
5534         {
5535           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5536           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5537           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
5538           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
5539         }
5540         (if (above || below)
5541          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5542           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
5543           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5544            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
5545            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5546             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
5547
5548 (for cmp (eq ne)
5549  (simplify
5550   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
5551   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
5552   (with
5553    { poly_int64 off; tree base; }
5554    /* A local variable can never be pointed to by
5555       the default SSA name of an incoming parameter.  */
5556    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
5557         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
5558         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
5559         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5560         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5561     (if (cmp == NE_EXPR)
5562      { constant_boolean_node (true, type); }
5563      { constant_boolean_node (false, type); })
5564     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5565     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
5566          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5567          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5568      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5569       (if (known_ne (off, 0))
5570        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5571        (if (known_eq (off, 0))
5572         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5573
5574 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5575 (for cmp (eq ne)
5576
5577  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5578     Similarly for NE_EXPR.  */
5579  (simplify
5580   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5581   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5582        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5583    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5584
5585  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5586  (simplify
5587   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5588   (cmp @0 @1))
5589
5590  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5591     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5592  (simplify
5593   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5594   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5595
5596  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5597  (simplify
5598   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5599   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5600  (simplify
5601   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5602   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5603        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5604        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5605        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5606        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5607        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5608    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5609         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5610
5611  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5612  (simplify
5613   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5614   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5615
5616  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5617  (simplify
5618   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5619   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5620    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5621
5622  (simplify
5623   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5624   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5625    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5626
5627  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5628  (simplify
5629   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5630   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5631
5632 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5633    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5634    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5635    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5636 (for cmp (eq ne)
5637      ncmp (ge lt)
5638  (for sgncmp (ge lt)
5639   (simplify
5640    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5641    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5642         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5643         && types_match (@0, @1))
5644     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5645 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5646    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5647 (for cmp (eq ne)
5648      ncmp (lt ge)
5649  (simplify
5650   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5651    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5652         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5653         && types_match (@0, @1))
5654     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5655
5656 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5657    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5658 (for cmp (eq ne)
5659      icmp (ne eq)
5660  (simplify
5661   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5662   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5663
5664 /* From fold_binary_op_with_conditional_arg handle the case of
5665    rewriting (a ? b : c) > d to a ? (b > d) : (c > d) when the
5666    compares simplify.  */
5667 (for cmp (simple_comparison)
5668  (simplify
5669   (cmp:c (cond @0 @1 @2) @3)
5670   /* Do not move possibly trapping operations into the conditional as this
5671      pessimizes code and causes gimplification issues when applied late.  */
5672   (if (!FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5673        || operation_could_trap_p (cmp, true, false, @3))
5674    (cond @0 (cmp! @1 @3) (cmp! @2 @3)))))
5675
5676 (for cmp (ge lt)
5677 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5678 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5679  (simplify
5680   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5681    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5682         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5683         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5684         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5685     (with
5686      {
5687        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5688      }
5689     (if (cmp == LT_EXPR)
5690      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5691      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5692 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5693 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5694  (simplify
5695   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5696    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5697         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5698         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5699         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5700     (with
5701      {
5702        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5703      }
5704     (if (cmp == GE_EXPR)
5705      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5706      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5707
5708 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5709    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5710 (simplify
5711  (cond
5712   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5713   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5714  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5715   (with {
5716      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5717                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5718    }
5719    (if (shift > 0)
5720     (bit_and
5721      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5722     (bit_and
5723      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5724      @2)))))
5725
5726 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5727    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5728 (for cmp (eq ne)
5729      ncmp (ge lt)
5730  (simplify
5731   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5732   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5733        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5734        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5735        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5736    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5737     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5738
5739 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5740    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5741 (simplify
5742  (cond
5743   (lt @0 integer_zerop)
5744   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5745  (if (integer_pow2p (@1)
5746       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5747   (with {
5748     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5749    }
5750    (if (shift >= 0)
5751     (bit_and
5752      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
5753      @1)
5754     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
5755        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
5756     (bit_and (convert @0) @1)))))
5757
5758 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
5759    This implements some remaining parts of fold_comparison address
5760    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
5761    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
5762 (for cmp (simple_comparison)
5763  (simplify
5764   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
5765   (with
5766    {
5767      poly_int64 off0, off1;
5768      tree base0, base1;
5769      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
5770                                   off0, off1, GENERIC);
5771    }
5772    (if (equal == 1)
5773     (switch
5774      (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5775       { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
5776      (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5777       { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
5778      (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
5779       { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
5780      (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
5781       { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
5782      (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
5783       { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
5784      (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
5785       { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
5786     (if (equal == 0)
5787      (switch
5788       (if (cmp == EQ_EXPR)
5789        { constant_boolean_node (false, type); })
5790       (if (cmp == NE_EXPR)
5791        { constant_boolean_node (true, type); })))))))
5792
5793 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
5794 (for neeq (ne eq)
5795  (simplify
5796   (neeq @0 @1)
5797   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5798        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
5799    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
5800
5801 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
5802    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
5803    Disable the transform if either operand is pointer to function.
5804    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
5805    canonicalizaion is not wanted.  */
5806
5807 (for cmp (ne eq)
5808  (simplify
5809   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
5810   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5811          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5812          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5813          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
5814             type when sanitizing.  See PR101210.  */
5815          && !(GENERIC
5816               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
5817               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
5818         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5819             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5820             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
5821        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
5822    (cmp @0 (convert @1)))))
5823
5824 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
5825 (for cmp (lt gt le ge)
5826  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
5827     the specified precision will have known values.  */
5828  (simplify
5829   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
5830   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5831         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5832         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5833        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
5834    (with
5835     {
5836       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
5837       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
5838       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
5839       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
5840       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
5841       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
5842     }
5843     (switch
5844      (if (wi::to_wide (cst) == max)
5845       (switch
5846        (if (cmp == GT_EXPR)
5847         { constant_boolean_node (false, type); })
5848        (if (cmp == GE_EXPR)
5849         (eq @2 @1))
5850        (if (cmp == LE_EXPR)
5851         { constant_boolean_node (true, type); })
5852        (if (cmp == LT_EXPR)
5853         (ne @2 @1))))
5854      (if (wi::to_wide (cst) == min)
5855       (switch
5856        (if (cmp == LT_EXPR)
5857         { constant_boolean_node (false, type); })
5858        (if (cmp == LE_EXPR)
5859         (eq @2 @1))
5860        (if (cmp == GE_EXPR)
5861         { constant_boolean_node (true, type); })
5862        (if (cmp == GT_EXPR)
5863         (ne @2 @1))))
5864      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
5865       (switch
5866        (if (cmp == GT_EXPR)
5867         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5868                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5869                                                       wi::to_wide (cst)
5870                                                       + 1)); }))
5871        (if (cmp == LE_EXPR)
5872         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5873                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5874                                                       wi::to_wide (cst)
5875                                                       + 1)); }))))
5876      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
5877       (switch
5878        (if (cmp == GE_EXPR)
5879         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5880                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5881                                                       wi::to_wide (cst)
5882                                                       - 1)); }))
5883        (if (cmp == LT_EXPR)
5884         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5885                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5886                                                       wi::to_wide (cst)
5887                                                       - 1)); }))))
5888      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
5889           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
5890           /* We will flip the signedness of the comparison operator
5891              associated with the mode of @1, so the sign bit is
5892              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
5893              max associated with this sign bit.  */
5894           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
5895           /* signed_type does not work on pointer types.  */
5896           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
5897       /* The following case also applies to X < signed_max+1
5898          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
5899       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5900        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5901         (switch
5902          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
5903           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5904          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
5905           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5906          (if (cmp == LE_EXPR)
5907           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5908          (if (cmp == GT_EXPR)
5909           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
5910
5911 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5912  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
5913  (simplify
5914   (cmp @0 REAL_CST@1)
5915   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5916        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
5917    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
5918                             ? false : true, type); })))
5919
5920 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5921 (simplify
5922   (unordered @0 @1)
5923   (switch
5924     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5925         { constant_boolean_node (true, type); })
5926     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5927         { constant_boolean_node (false, type); })))
5928
5929 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5930 (simplify
5931   (ordered @0 @1)
5932   (switch
5933     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5934         { constant_boolean_node (false, type); })
5935     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5936         { constant_boolean_node (true, type); })))
5937
5938 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
5939 (simplify
5940  (ne @0 integer_zerop)
5941  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5942       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5943   (non_lvalue @0)))
5944 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
5945 (simplify
5946  (eq @0 integer_onep)
5947  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5948       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5949   (non_lvalue @0)))
5950 /* Do not handle
5951    bool_var == 0 becomes !bool_var or
5952    bool_var != 1 becomes !bool_var
5953    here because that only is good in assignment context as long
5954    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
5955    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
5956    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
5957
5958 /* Transform comparisons of the form (X & Y) CMP 0 to X CMP2 Z
5959    where ~Y + 1 == pow2 and Z = ~Y.  */
5960 (for cst (VECTOR_CST INTEGER_CST)
5961  (for cmp (eq ne)
5962       icmp (le gt)
5963   (simplify
5964    (cmp (bit_and:c@2 @0 cst@1) integer_zerop)
5965     (with { tree csts = bitmask_inv_cst_vector_p (@1); }
5966      (if (csts && (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || single_use (@2)))
5967       (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
5968        (icmp @0 { csts; })
5969        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5970          (icmp (view_convert:utype @0) { csts; }))))))))
5971
5972 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
5973    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
5974    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.cc.
5975    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
5976 (for cmp (lt le ge gt)
5977      out (gt gt le le)
5978  (simplify
5979   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
5980   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
5981        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
5982        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
5983        && wi::to_wide (@1) != 0
5984        && single_use (@2))
5985    (with {
5986      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
5987      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
5988     }
5989     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
5990                                 wi::max_value (prec, sign)
5991                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
5992
5993 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
5994    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.cc
5995    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
5996 (for cmp (gt le)
5997  (simplify
5998   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
5999   (if (single_use (@2)
6000        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6001        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6002    (cmp @1 @0))))
6003
6004 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
6005 (for cmp (ge lt)
6006  (simplify
6007   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
6008    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6009         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6010     (cmp @1 @0))))
6011
6012 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
6013 /* A - B > A  */
6014 (for cmp (gt le)
6015      out (ne eq)
6016  (simplify
6017   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
6018   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6019        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6020    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6021 /* A + B < A  */
6022 (for cmp (lt ge)
6023      out (ne eq)
6024  (simplify
6025   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
6026   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6027        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6028    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6029
6030 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
6031    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6032 (for cmp (lt ge)
6033      out (ne eq)
6034  (simplify
6035   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
6036   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
6037    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6038     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6039
6040 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
6041    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
6042    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6043 (for cmp (eq ne)
6044  (simplify
6045   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
6046        integer_zerop)
6047   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6048        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6049        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6050        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6051            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6052        && tree_fits_uhwi_p (@2)
6053        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6054        && types_match (@0, @1)
6055        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6056        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
6057            != CODE_FOR_nothing))
6058    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6059     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6060
6061 /* Demote operands of IFN_{ADD,SUB,MUL}_OVERFLOW.  */
6062 (for ovf (IFN_ADD_OVERFLOW IFN_SUB_OVERFLOW IFN_MUL_OVERFLOW)
6063  (simplify
6064   (ovf (convert@2 @0) @1)
6065   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6066        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6067        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6068        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6069    (ovf @0 @1)))
6070  (simplify
6071   (ovf @1 (convert@2 @0))
6072   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6073        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6074        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6075        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6076    (ovf @1 @0))))
6077
6078 /* Optimize __builtin_mul_overflow_p (x, cst, (utype) 0) if all 3 types
6079    are unsigned to x > (umax / cst).  Similarly for signed type, but
6080    in that case it needs to be outside of a range.  */
6081 (simplify
6082  (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cs@2 @0 integer_nonzerop@1))
6083   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6084        && TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0))
6085        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@2)))
6086        && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
6087    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6088     (convert (gt @0 (trunc_div! { TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)); } @1)))
6089     (if (TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)))
6090      (if (integer_minus_onep (@1))
6091       (convert (eq @0 { TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)); }))
6092       (with
6093        {
6094          tree div = fold_convert (TREE_TYPE (@0), @1);
6095          tree lo = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6096                                     TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6097          tree hi = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6098                                     TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6099          tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
6100          if (etype)
6101            {
6102              if (wi::neg_p (wi::to_wide (div)))
6103                std::swap (lo, hi);
6104              lo = fold_convert (etype, lo);
6105              hi = fold_convert (etype, hi);
6106              hi = int_const_binop (MINUS_EXPR, hi, lo);
6107            }
6108        }
6109        (if (etype)
6110         (convert (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
6111
6112 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
6113    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
6114    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
6115    section that follows this one.
6116
6117    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
6118    the following:
6119
6120    - the rule describes an identity
6121
6122    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
6123      multiplication
6124
6125    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
6126      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
6127      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
6128      when the operand has that value.)  */
6129
6130 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
6131  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
6132  (simplify
6133   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
6134   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
6135    @0))
6136
6137  (for op (plus minus)
6138   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
6139   (simplify
6140    (op (rdiv @0 @1)
6141        (rdiv @2 @1))
6142    (rdiv (op @0 @2) @1)))
6143
6144  (for cmp (lt le gt ge)
6145       neg_cmp (gt ge lt le)
6146   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
6147   (simplify
6148    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
6149    (with
6150     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
6151     (if (tem
6152          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
6153               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
6154      (switch
6155       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6156        (cmp @0 { tem; }))
6157       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
6158        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
6159
6160  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
6161  (for root (SQRT CBRT)
6162   (simplify
6163    (mult (root:s @0) (root:s @1))
6164     (root (mult @0 @1))))
6165
6166  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
6167  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6168   (simplify
6169    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
6170     (exps (plus @0 @1))))
6171
6172  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
6173  (for root (SQRT CBRT)
6174   (simplify
6175    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
6176     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
6177
6178  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
6179  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6180   (simplify
6181    (rdiv @0 (exps:s @1))
6182     (mult @0 (exps (negate @1)))))
6183
6184  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6185       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6186   /* logN(expN(x)) -> x.  */
6187   (simplify
6188    (logs (exps @0))
6189    @0)
6190   /* expN(logN(x)) -> x.  */
6191   (simplify
6192    (exps (logs @0))
6193    @0))
6194
6195  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
6196     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
6197     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
6198  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
6199       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
6200   (simplify
6201    (logs (exps @0))
6202    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6203     (with {
6204       tree x;
6205       switch (exps)
6206         {
6207         CASE_CFN_EXP:
6208           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
6209           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
6210           break;
6211         CASE_CFN_EXP2:
6212           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
6213           x = build_real (type, dconst2);
6214           break;
6215         CASE_CFN_EXP10:
6216         CASE_CFN_POW10:
6217           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
6218           {
6219             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
6220             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
6221             x = build_real (type, dconst10);
6222           }
6223           break;
6224         default:
6225           gcc_unreachable ();
6226         }
6227       }
6228      (mult (logs { x; }) @0)))))
6229
6230  (for logs (LOG LOG
6231             LOG2 LOG2
6232             LOG10 LOG10)
6233       exps (SQRT CBRT)
6234   (simplify
6235    (logs (exps @0))
6236    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6237     (with {
6238       tree x;
6239       switch (exps)
6240         {
6241         CASE_CFN_SQRT:
6242           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
6243           x = build_real (type, dconsthalf);
6244           break;
6245         CASE_CFN_CBRT:
6246           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
6247           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
6248           break;
6249         default:
6250           gcc_unreachable ();
6251         }
6252       }
6253      (mult { x; } (logs @0))))))
6254
6255  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
6256  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
6257       pows (POW)
6258   (simplify
6259    (logs (pows @0 @1))
6260    (mult @1 (logs @0))))
6261
6262  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
6263     or if C is a positive power of 2,
6264     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
6265 #if GIMPLE
6266  (for pows (POW)
6267       exps (EXP)
6268       logs (LOG)
6269       exp2s (EXP2)
6270       log2s (LOG2)
6271   (simplify
6272    (pows REAL_CST@0 @1)
6273    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6274         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
6275         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
6276            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
6277            beneficial for all constants to postpone this until later,
6278            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
6279            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
6280            pessimization.  */
6281         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6282     (with {
6283        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
6284        bool use_exp2 = false;
6285        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
6286            && value->cl == rvc_normal)
6287          {
6288            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
6289            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
6290            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
6291              use_exp2 = true;
6292          }
6293      }
6294      (if (!use_exp2)
6295       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
6296        (exps (mult (logs @0) @1)))
6297       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
6298 #endif
6299
6300  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
6301  (for pows (POW)
6302       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6303       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6304   (simplify
6305    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
6306    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6307         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6308     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
6309
6310  (for sqrts (SQRT)
6311       cbrts (CBRT)
6312       pows (POW)
6313       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6314   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
6315   (simplify
6316    (sqrts (exps @0))
6317    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
6318   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
6319   (simplify
6320    (cbrts (exps @0))
6321    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6322   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
6323   (simplify
6324    (pows (exps @0) @1)
6325    (exps (mult @0 @1))))
6326
6327  /* tan(atan(x)) -> x.  */
6328  (for tans (TAN)
6329       atans (ATAN)
6330   (simplify
6331    (tans (atans @0))
6332    @0)))
6333
6334  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
6335  (for sins (SIN)
6336       atans (ATAN)
6337       sqrts (SQRT)
6338       copysigns (COPYSIGN)
6339   (simplify
6340    (sins (atans:s @0))
6341    (with
6342      {
6343       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6344       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6345       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6346       tree t_one = build_one_cst (type);
6347      }
6348     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6349      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6350       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6351       (copysigns { t_one; } @0))))))
6352
6353 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
6354  (for coss (COS)
6355       atans (ATAN)
6356       sqrts (SQRT)
6357       copysigns (COPYSIGN)
6358   (simplify
6359    (coss (atans:s @0))
6360    (with
6361      {
6362       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6363       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6364       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6365       tree t_one = build_one_cst (type);
6366       tree t_zero = build_zero_cst (type);
6367      }
6368     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6369      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6370       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6371       (copysigns { t_zero; } @0))))))
6372
6373  (if (!flag_errno_math)
6374   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
6375   (for sinhs (SINH)
6376        atanhs (ATANH)
6377        sqrts (SQRT)
6378    (simplify
6379     (sinhs (atanhs:s @0))
6380     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6381     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
6382
6383   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
6384   (for coshs (COSH)
6385        atanhs (ATANH)
6386        sqrts (SQRT)
6387    (simplify
6388     (coshs (atanhs:s @0))
6389     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6390     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
6391
6392 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
6393 (simplify
6394  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
6395  (abs @0))
6396
6397 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
6398 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6399  (simplify
6400   (fns (fns @0))
6401   (fns @0)))
6402 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
6403 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6404  (simplify
6405   (fns integer_valued_real_p@0)
6406   @0))
6407
6408 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
6409 (simplify
6410  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
6411  (abs @0))
6412
6413 /* pow(1,x) -> 1.  */
6414 (simplify
6415  (POW real_onep@0 @1)
6416  @0)
6417
6418 (simplify
6419  /* copysign(x,x) -> x.  */
6420  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
6421  @0)
6422
6423 (simplify
6424  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
6425  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
6426  @1)
6427
6428 (simplify
6429  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
6430  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
6431  (abs @0))
6432
6433 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
6434  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
6435  (simplify
6436   (scale real_zerop@0 @1)
6437   @0)
6438  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
6439  (simplify
6440   (scale @0 integer_zerop@1)
6441   @0)
6442  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
6443  (simplify
6444   (scale REAL_CST@0 @1)
6445   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6446    @0)))
6447
6448 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
6449    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
6450
6451    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
6452    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
6453    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
6454    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
6455
6456 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
6457  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
6458  (simplify
6459   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
6460    (SIN @0))
6461
6462  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
6463  (simplify
6464   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
6465   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6466    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
6467
6468  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
6469  (simplify
6470   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
6471    (TAN @0))
6472
6473  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
6474  (simplify
6475   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
6476    (TANH @0))
6477
6478  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
6479  (simplify
6480    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
6481    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
6482
6483  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
6484  (simplify
6485   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
6486    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
6487
6488  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
6489  (simplify
6490   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
6491   (if (! HONOR_NANS (@0)
6492        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6493    (COS @0)))
6494
6495  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
6496  (simplify
6497   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
6498   (if (! HONOR_NANS (@0)
6499        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6500    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
6501
6502  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
6503  (simplify
6504   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
6505    (POW @0 (plus @1 @2)))
6506
6507  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
6508  (simplify
6509   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
6510    (POW (mult @0 @2) @1))
6511
6512  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
6513  (simplify
6514   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
6515    (POWI (mult @0 @2) @1))
6516
6517  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
6518  (simplify
6519   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
6520   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6521    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
6522
6523  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
6524  (simplify
6525   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
6526    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
6527
6528  (for sqrts (SQRT)
6529       cbrts (CBRT)
6530       pows (POW)
6531   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6532   (simplify
6533    (sqrts (sqrts @0))
6534    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6535   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6536   (simplify
6537    (sqrts (cbrts @0))
6538    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6539   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6540   (simplify
6541    (cbrts (sqrts @0))
6542    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6543   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6544   (simplify
6545    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6546    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6547   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6548   (simplify
6549    (sqrts (pows @0 @1))
6550    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6551   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6552   (simplify
6553    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6554    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6555   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6556   (simplify
6557    (pows (sqrts @0) @1)
6558    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6559   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6560   (simplify
6561    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6562    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6563   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6564   (simplify
6565    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6566    (pows @0 (mult @1 @2))))
6567
6568  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6569  (simplify
6570   (CABS (complex @0 @0))
6571   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6572
6573  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6574  (simplify
6575   (HYPOT @0 @0)
6576   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6577
6578  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6579  (for cexps (CEXP)
6580       exps (EXP)
6581       cexpis (CEXPI)
6582   (simplify
6583    (cexps compositional_complex@0)
6584    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6585     (complex
6586      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6587      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6588
6589 (if (canonicalize_math_p ())
6590  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6591  (for floors (FLOOR_ALL)
6592       truncs (TRUNC_ALL)
6593   (simplify
6594    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6595    (truncs @0))))
6596
6597 (match double_value_p
6598  @0
6599  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6600 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6601             BUILT_IN_FLOORL
6602             BUILT_IN_CEILL
6603             BUILT_IN_ROUNDL
6604             BUILT_IN_NEARBYINTL
6605             BUILT_IN_RINTL)
6606      tos (BUILT_IN_TRUNC
6607           BUILT_IN_FLOOR
6608           BUILT_IN_CEIL
6609           BUILT_IN_ROUND
6610           BUILT_IN_NEARBYINT
6611           BUILT_IN_RINT)
6612  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6613  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6614   (simplify
6615    (froms (convert double_value_p@0))
6616    (convert (tos @0)))))
6617
6618 (match float_value_p
6619  @0
6620  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6621 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6622             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6623             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6624             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6625             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6626             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6627      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6628           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6629           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6630           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6631           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6632           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6633  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6634     if x is a float.  */
6635  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6636       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6637   (simplify
6638    (froms (convert float_value_p@0))
6639    (convert (tos @0)))))
6640
6641 #if GIMPLE
6642 (match float16_value_p
6643  @0
6644  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float16_type_node)))
6645 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC BUILT_IN_TRUNCF
6646             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR BUILT_IN_FLOORF
6647             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL BUILT_IN_CEILF
6648             BUILT_IN_ROUNDEVENL BUILT_IN_ROUNDEVEN BUILT_IN_ROUNDEVENF
6649             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND BUILT_IN_ROUNDF
6650             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT BUILT_IN_NEARBYINTF
6651             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT BUILT_IN_RINTF
6652             BUILT_IN_SQRTL BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTF)
6653      tos (IFN_TRUNC IFN_TRUNC IFN_TRUNC
6654           IFN_FLOOR IFN_FLOOR IFN_FLOOR
6655           IFN_CEIL IFN_CEIL IFN_CEIL
6656           IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN
6657           IFN_ROUND IFN_ROUND IFN_ROUND
6658           IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT
6659           IFN_RINT IFN_RINT IFN_RINT
6660           IFN_SQRT IFN_SQRT IFN_SQRT)
6661  /* (_Float16) round ((doube) x) -> __built_in_roundf16 (x), etc.,
6662     if x is a _Float16.  */
6663  (simplify
6664    (convert (froms (convert float16_value_p@0)))
6665      (if (optimize
6666           && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6667           && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6668                                              type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6669        (tos @0))))
6670
6671 /* Simplify (trunc)copysign ((extend)x, (extend)y) to copysignf (x, y),
6672    x,y is float value, similar for _Float16/double.  */
6673 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
6674  (simplify
6675   (convert (copysigns (convert@2 @0) (convert @1)))
6676    (if (optimize
6677        && !HONOR_SNANS (@2)
6678        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6679        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6680        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
6681        && direct_internal_fn_supported_p (IFN_COPYSIGN,
6682                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6683     (IFN_COPYSIGN @0 @1))))
6684
6685 (for froms (BUILT_IN_FMAF BUILT_IN_FMA BUILT_IN_FMAL)
6686      tos (IFN_FMA IFN_FMA IFN_FMA)
6687  (simplify
6688   (convert (froms (convert@3 @0) (convert @1) (convert @2)))
6689    (if (flag_unsafe_math_optimizations
6690        && optimize
6691        && FLOAT_TYPE_P (type)
6692        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6693        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6694        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6695        && types_match (type, TREE_TYPE (@2))
6696        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6697        && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6698                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6699     (tos @0 @1 @2))))
6700
6701 (for maxmin (max min)
6702  (simplify
6703   (convert (maxmin (convert@2 @0) (convert @1)))
6704    (if (optimize
6705        && FLOAT_TYPE_P (type)
6706        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6707        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6708        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6709        && element_precision (type) < element_precision (TREE_TYPE (@2)))
6710     (maxmin @0 @1))))
6711 #endif
6712
6713 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6714      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6715  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6716  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6717   (simplify
6718    (froms (convert double_value_p@0))
6719    (tos @0))))
6720
6721 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6722             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6723      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6724  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6725     if x is a float.  */
6726  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6727   (simplify
6728    (froms (convert float_value_p@0))
6729    (tos @0))))
6730
6731 (if (canonicalize_math_p ())
6732  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6733  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6734   (simplify
6735    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6736    (fix_trunc @0))))
6737
6738 (if (canonicalize_math_p ())
6739  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6740  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6741            ICEIL LCEIL LLCEIL
6742            IROUND LROUND LLROUND)
6743   (simplify
6744    (fns integer_valued_real_p@0)
6745    (fix_trunc @0)))
6746  (if (!flag_errno_math)
6747   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6748   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
6749    (simplify
6750     (rints integer_valued_real_p@0)
6751     (fix_trunc @0)))))
6752
6753 (if (canonicalize_math_p ())
6754  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
6755       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
6756       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
6757   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
6758      sizeof (int) == sizeof (long).  */
6759   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
6760        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6761    (simplify
6762     (ifn @0)
6763     (lfn:long_integer_type_node @0)))
6764   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
6765      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
6766   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
6767        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6768    (simplify
6769     (llfn @0)
6770     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
6771
6772 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
6773 (simplify
6774  (CPROJ @0)
6775  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
6776    @0))
6777
6778 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
6779    nonnegative, return (inf + 0i).  */
6780 (simplify
6781  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
6782  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6783   { build_complex_inf (type, false); }))
6784
6785 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
6786 (simplify
6787  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
6788  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6789   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
6790
6791 (for pows (POW)
6792      sqrts (SQRT)
6793      cbrts (CBRT)
6794  (simplify
6795   (pows @0 REAL_CST@1)
6796   (with {
6797     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
6798     REAL_VALUE_TYPE tmp;
6799    }
6800    (switch
6801     /* pow(x,0) -> 1.  */
6802     (if (real_equal (value, &dconst0))
6803      { build_real (type, dconst1); })
6804     /* pow(x,1) -> x.  */
6805     (if (real_equal (value, &dconst1))
6806      @0)
6807     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
6808     (if (real_equal (value, &dconstm1))
6809      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
6810     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
6811     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6812          && canonicalize_math_p ()
6813          && real_equal (value, &dconsthalf))
6814      (sqrts @0))
6815     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
6816     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6817          && canonicalize_math_p ()
6818          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
6819              real_equal (value, &tmp)))
6820      (cbrts @0))))))
6821
6822 /* powi(1,x) -> 1.  */
6823 (simplify
6824  (POWI real_onep@0 @1)
6825  @0)
6826
6827 (simplify
6828  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
6829  (switch
6830   /* powi(x,0) -> 1.  */
6831   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
6832    { build_real (type, dconst1); })
6833   /* powi(x,1) -> x.  */
6834   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
6835    @0)
6836   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
6837   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
6838    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
6839
6840 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
6841
6842    These are conceptually similar to the transformations performed for
6843    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
6844    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
6845
6846 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
6847    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
6848    is the widest mode from all of these.  */
6849 (for op (plus minus mult rdiv)
6850  (simplify
6851    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
6852    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
6853       both operands are widening conversions from the same type as the outer
6854       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
6855       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
6856       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
6857    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6858         && op != MULT_EXPR
6859         && op != RDIV_EXPR
6860         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6861            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
6862         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6863         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6864         /* The precision of the type of each operand must match the
6865            precision of the mode of each operand, similarly for the
6866            result.  */
6867         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6868         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
6869         && type_has_mode_precision_p (type)
6870         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6871         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
6872         && types_match (@1, type)
6873         && (types_match (@1, @2)
6874             /* Or the second operand is const integer or converted const
6875                integer from valueize.  */
6876             || poly_int_tree_p (@4)))
6877      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
6878        (op @1 (convert @2))
6879        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6880         (convert (op (convert:utype @1)
6881                      (convert:utype @2)))))
6882      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
6883           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6884                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
6885       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
6886               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
6887               tree itype = TREE_TYPE (@0);
6888               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
6889               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
6890               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
6891         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
6892              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
6893          (with { tree newtype = type;
6894                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
6895                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
6896                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
6897                    newtype = dfloat32_type_node;
6898                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
6899                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
6900                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
6901                    newtype = dfloat64_type_node;
6902                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
6903                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
6904                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
6905                    newtype = dfloat128_type_node; }
6906           (if ((newtype == dfloat32_type_node
6907                 || newtype == dfloat64_type_node
6908                 || newtype == dfloat128_type_node)
6909               && newtype == type
6910               && types_match (newtype, type))
6911             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
6912             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
6913                       newtype = ty1;
6914                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
6915                       newtype = ty2; }
6916                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
6917                   change results through affecting double rounding
6918                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
6919                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
6920                   + (long double)double) converted to
6921                   (float)(double + double), the transformation is
6922                   unsafe regardless of the details of the types
6923                   involved; double rounding can arise if the result
6924                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
6925                   between two representable TYPE values but the
6926                   exact value is sufficiently different (in the
6927                   right direction) for this difference to be
6928                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
6929                   same as TYPE, however, the transformation may be
6930                   safe depending on the types involved: it is safe
6931                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
6932                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
6933                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
6934                   exponent range for the product or ratio of two
6935                   values representable in the TYPE to be within the
6936                   range of normal values of ITYPE.  */
6937               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
6938                    && (flag_unsafe_math_optimizations
6939                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
6940                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
6941                                                            TYPE_MODE (type))
6942                            && !excess_precision_type (newtype)))
6943                    && !types_match (itype, newtype))
6944                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
6945                                    (convert:newtype @2)))
6946          )))) )
6947    ))
6948 )))
6949
6950 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
6951    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
6952    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
6953    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
6954    arithmetic operation.  */
6955 (for op (minus plus)
6956  (simplify
6957   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
6958   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6959        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6960           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
6961        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6962        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6963        /* The precision of the type of each operand must match the
6964           precision of the mode of each operand, similarly for the
6965           result.  */
6966        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6967        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6968        && type_has_mode_precision_p (type)
6969        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6970        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6971        && types_match (@0, @1)
6972        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
6973            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6974        && (wi::to_wide (@4)
6975            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
6976                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
6977    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
6978     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
6979      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
6980     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6981      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
6982                (convert:utype @4))))))))
6983
6984 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
6985    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
6986 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
6987      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
6988      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
6989  (simplify
6990   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
6991   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6992        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
6993    (op @0 (ext @1 @2)))))
6994
6995 (simplify
6996  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
6997  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
6998  { integer_zero_node; })
6999
7000 (simplify
7001  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
7002  (SIGNBIT @0)
7003  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
7004   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
7005
7006 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
7007 (for cmp (eq ne)
7008  (for op (plus minus)
7009       rop (minus plus)
7010   (simplify
7011    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7012    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7013         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
7014         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
7015         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
7016     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7017      (if (TREE_OVERFLOW (res)
7018           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7019       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
7020       (if (single_use (@3))
7021        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
7022                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
7023 (for cmp (lt le gt ge)
7024  (for op (plus minus)
7025       rop (minus plus)
7026   (simplify
7027    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7028    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7029         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7030     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7031      (if (TREE_OVERFLOW (res))
7032       {
7033         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7034                                 "when simplifying conditional to constant"),
7035                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
7036         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
7037         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
7038         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
7039                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
7040                         != (op == MINUS_EXPR);
7041         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
7042       }
7043       (if (single_use (@3))
7044        (with
7045         {
7046           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7047                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
7048                                   "X cmp C2 -+ C1"),
7049                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
7050         }
7051         (cmp @0 { res; })))))))))
7052
7053 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
7054
7055 (simplify
7056  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
7057  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
7058
7059 (simplify
7060  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
7061  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
7062
7063 (simplify
7064  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
7065  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
7066   (view_convert @0)))
7067
7068 (simplify
7069  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
7070  (switch
7071   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
7072        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7073    (switch
7074     (if (integer_zerop (@2))
7075      (view_convert (realpart @0)))
7076     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7077      (view_convert (imagpart @0)))))
7078   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7079        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
7080        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
7081        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
7082        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
7083        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
7084             && integer_zerop (@2))
7085            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
7086               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
7087            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
7088                /* But only do this after vectorization.  */
7089                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
7090                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
7091                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
7092                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
7093                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
7094                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7095                                             - TYPE_PRECISION (type))
7096                                          : 0)) == 0)))
7097    (convert @0))))
7098
7099 /* Simplify vector extracts.  */
7100
7101 (simplify
7102  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
7103  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7104       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
7105       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
7106            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7107           || (VECTOR_TYPE_P (type)
7108               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
7109                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
7110   (with
7111    {
7112      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7113                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7114      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
7115      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
7116      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
7117      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
7118    }
7119    (if (n != 0
7120         && (idx % width) == 0
7121         && (n % width) == 0
7122         && known_le ((idx + n) / width,
7123                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
7124     (with
7125      {
7126        idx = idx / width;
7127        n = n / width;
7128        /* Constructor elements can be subvectors.  */
7129        poly_uint64 k = 1;
7130        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
7131          {
7132            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
7133            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
7134              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
7135          }
7136        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
7137      }
7138      (switch
7139       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
7140       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
7141        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
7142         { build_zero_cst (type); }
7143         (if (count == 1)
7144          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
7145           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
7146           { build_zero_cst (type); })
7147          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
7148             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
7149             uniform.  */
7150          (if (single_use (@0))
7151           (with
7152             {
7153               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
7154               vec_alloc (vals, count);
7155               bool constant_p = true;
7156               tree res;
7157               for (unsigned i = 0;
7158                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
7159                 {
7160                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
7161                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
7162                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
7163                     constant_p = false;
7164                 }
7165               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
7166                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
7167                              ? type
7168                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
7169                                                   count * k));
7170               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
7171                      : build_constructor (evtype, vals));
7172             }
7173             (view_convert { res; }))))))
7174       /* The bitfield references a single constructor element.  */
7175       (if (k.is_constant (&const_k)
7176            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
7177        (switch
7178         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
7179          { build_zero_cst (type); })
7180         (if (n == const_k)
7181          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
7182         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
7183                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
7184
7185 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
7186    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
7187    not touching the extraction.  */
7188 (simplify
7189  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
7190  (with
7191   {
7192     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
7193     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
7194       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
7195     else
7196       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
7197   }
7198   (switch
7199    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
7200         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
7201                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7202     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
7203                                                  wi::to_wide (@rpos)
7204                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
7205    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
7206                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
7207         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
7208                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7209     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
7210
7211 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
7212  (for fmas (FMA)
7213   (simplify
7214    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
7215    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7216   (simplify
7217    (fmas @0 @1 (negate @2))
7218    (IFN_FMS @0 @1 @2))
7219   (simplify
7220    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
7221    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7222   (simplify
7223    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
7224    (if (single_use (@3))
7225     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
7226
7227  (simplify
7228   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
7229   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7230  (simplify
7231   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
7232   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7233  (simplify
7234   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7235   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7236  (simplify
7237   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
7238    (if (single_use (@3))
7239     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
7240
7241  (simplify
7242   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
7243   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7244  (simplify
7245   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
7246   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7247  (simplify
7248   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
7249   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7250  (simplify
7251   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
7252   (if (single_use (@3))
7253    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
7254
7255  (simplify
7256   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
7257   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7258  (simplify
7259   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
7260   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7261  (simplify
7262   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7263   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7264  (simplify
7265   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
7266   (if (single_use (@3))
7267    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
7268
7269 /* CLZ simplifications.  */
7270 (for clz (CLZ)
7271  (for op (eq ne)
7272       cmp (lt ge)
7273   (simplify
7274    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
7275    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
7276     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
7277     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7278             tree stype = signed_type_for (type0);
7279             HOST_WIDE_INT val = 0;
7280             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7281             if (clz == CFN_CLZ
7282                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7283                                               val) == 2
7284                 && val == 0)
7285               stype = NULL_TREE;
7286           }
7287      (if (stype)
7288       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
7289     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
7290     (with { bool ok = true;
7291             HOST_WIDE_INT val = 0;
7292             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7293             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7294             if (clz == CFN_CLZ
7295                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7296                                               val) == 2
7297                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
7298               ok = false;
7299           }
7300      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
7301       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
7302
7303 /* CTZ simplifications.  */
7304 (for ctz (CTZ)
7305  (for op (ge gt le lt)
7306       cmp (eq eq ne ne)
7307   (simplify
7308    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
7309    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7310     (with { bool ok = true;
7311             HOST_WIDE_INT val = 0;
7312             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
7313               ok = false;
7314             else
7315               {
7316                 val = tree_to_shwi (@1);
7317                 /* Canonicalize to >= or <.  */
7318                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
7319                   {
7320                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
7321                       ok = false;
7322                     else
7323                       val++;
7324                   }
7325               }
7326             bool zero_res = false;
7327             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7328             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7329             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7330             if (ctz == CFN_CTZ
7331                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7332                                               zero_val) == 2)
7333               zero_res = true;
7334           }
7335      (if (val <= 0)
7336       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
7337        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
7338       (if (val >= prec)
7339        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
7340         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7341        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
7342         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7343                                              wi::mask (val, false, prec)); })
7344              { build_zero_cst (type0); })))))))
7345  (for op (eq ne)
7346   (simplify
7347    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
7348    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7349     (with { bool zero_res = false;
7350             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7351             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7352             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7353             if (ctz == CFN_CTZ
7354                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7355                                               zero_val) == 2)
7356               zero_res = true;
7357           }
7358      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
7359       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
7360        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7361       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
7362        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7363                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
7364                                                      false, prec)); })
7365            { wide_int_to_tree (type0,
7366                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
7367                                                  false, prec)); })))))))
7368
7369 /* POPCOUNT simplifications.  */
7370 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
7371 (simplify
7372   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
7373   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
7374     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
7375
7376 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
7377 (for popcount (POPCOUNT)
7378   (for cmp (le eq ne gt)
7379        rep (eq eq ne ne)
7380     (simplify
7381       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
7382       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
7383
7384 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
7385 (simplify
7386   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
7387   (PARITY @0))
7388
7389 /* PARITY simplifications.  */
7390 /* parity(~X) is parity(X).  */
7391 (simplify
7392   (PARITY (bit_not @0))
7393   (PARITY @0))
7394
7395 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
7396 (simplify
7397   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
7398   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
7399
7400 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
7401 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
7402 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
7403   (simplify
7404     (pfun @0)
7405     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
7406       (switch
7407         (if (nz == 1)
7408           (convert @0))
7409         (if (wi::popcount (nz) == 1)
7410           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7411             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
7412                                    { build_int_cst (integer_type_node,
7413                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
7414
7415 #if GIMPLE
7416 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
7417
7418    int popcount64c (uint64_t x)
7419    {
7420      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
7421      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
7422      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
7423      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
7424    }
7425
7426    int popcount32c (uint32_t x)
7427    {
7428      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
7429      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
7430      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
7431      return (x * 0x01010101) >> 24;
7432    }  */
7433 (simplify
7434  (rshift
7435   (mult
7436    (bit_and
7437     (plus:c
7438      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
7439       (plus:c@8
7440        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
7441         (bit_and
7442          (rshift
7443           (minus@6 @0
7444            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
7445           INTEGER_CST@10)
7446          INTEGER_CST@9)))
7447     INTEGER_CST@3)
7448    INTEGER_CST@2)
7449   INTEGER_CST@1)
7450   /* Check constants and optab.  */
7451   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
7452           int shift = (64 - prec) & 63;
7453           unsigned HOST_WIDE_INT c1
7454             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
7455           unsigned HOST_WIDE_INT c2
7456             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
7457           unsigned HOST_WIDE_INT c3
7458             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
7459           unsigned HOST_WIDE_INT c4
7460             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
7461    }
7462    (if (prec >= 16
7463         && prec <= 64
7464         && pow2p_hwi (prec)
7465         && TYPE_UNSIGNED (type)
7466         && integer_onep (@4)
7467         && wi::to_widest (@10) == 2
7468         && wi::to_widest (@5) == 4
7469         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
7470         && tree_to_uhwi (@2) == c1
7471         && tree_to_uhwi (@3) == c2
7472         && tree_to_uhwi (@9) == c3
7473         && tree_to_uhwi (@7) == c3
7474         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
7475     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
7476                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7477      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
7478      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
7479         five bits for this to work without extension before adding.  */
7480      (with {
7481        tree half_type = NULL_TREE;
7482        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
7483        int half_prec = 8;
7484        if (m.exists ()
7485            && m.require () != TYPE_MODE (type))
7486          {
7487            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
7488            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
7489          }
7490        gcc_assert (half_prec > 2);
7491       }
7492       (if (half_type != NULL_TREE
7493            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
7494                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7495        (convert (plus
7496          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
7497          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
7498             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
7499
7500 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
7501    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
7502    should lead to better code.  */
7503 (simplify
7504  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
7505  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7506       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
7507                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
7508   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7509    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
7510 #endif
7511
7512 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
7513           BUILT_IN_FFSIMAX)
7514  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
7515     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
7516  (for cmp (eq ne)
7517   (simplify
7518    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7519     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7520      (switch
7521       (if (integer_zerop (@1))
7522        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7523       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
7524        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
7525       (if (single_use (@2))
7526        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7527                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7528                                                       false, prec)); })
7529             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7530                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
7531                                                   false, prec)); }))))))
7532
7533  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
7534  (for cmp (gt le)
7535       cmp2 (ne eq)
7536       cmp3 (eq ne)
7537       bit_op (bit_and bit_ior)
7538   (simplify
7539    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7540     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7541      (switch
7542       (if (integer_zerop (@1))
7543        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7544       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
7545        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
7546       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
7547        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
7548       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
7549        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7550                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
7551                                                       false, prec)); }))
7552       (if (single_use (@2))
7553        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
7554                (cmp3 (bit_and @0
7555                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7556                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7557                                                   false, prec)); })
7558                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
7559
7560 #if GIMPLE
7561
7562 /* Simplify:
7563      a = op a1
7564      r = cond ? a : b
7565      --> r = .COND_FN (cond, a, b)
7566 and,
7567     a = op a1
7568     r = cond ? b : a
7569     --> r = .COND_FN (~cond, b, a).  */
7570
7571 (for uncond_op (UNCOND_UNARY)
7572      cond_op (COND_UNARY)
7573  (simplify
7574   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@3 @1)) @2)
7575    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7576     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7577         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7578      (cond_op @0 @1 @2))))
7579  (simplify
7580   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@3 @2)))
7581    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7582     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7583         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7584      (cond_op (bit_not @0) @2 @1)))))
7585
7586 /* Simplify:
7587
7588      a = a1 op a2
7589      r = c ? a : b;
7590
7591    to:
7592
7593      r = c ? a1 op a2 : b;
7594
7595    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
7596    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
7597    simplification if the result of the operation isn't needed.
7598
7599    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
7600    on targets that might not support them.  Any target implementing
7601    conditional internal functions must support the same comparisons
7602    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
7603
7604 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
7605      cond_op (COND_BINARY)
7606  (simplify
7607   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
7608   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7609    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7610         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7611         && single_use (@4))
7612     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
7613  (simplify
7614   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
7615   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7616    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7617         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7618         && single_use (@4))
7619     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
7620
7621 /* Same for ternary operations.  */
7622 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
7623      cond_op (COND_TERNARY)
7624  (simplify
7625   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
7626   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7627    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7628         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7629         && single_use (@5))
7630     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
7631  (simplify
7632   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7633   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7634    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7635         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7636         && single_use (@5))
7637     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7638                   (view_convert:op_type @1)))))))
7639 #endif
7640
7641 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7642    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7643 (for cond_op (COND_BINARY)
7644  (simplify
7645   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7646   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7647    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7648     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7649  (simplify
7650   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7651   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7652    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7653         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7654     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7655
7656 /* Same for ternary operations.  */
7657 (for cond_op (COND_TERNARY)
7658  (simplify
7659   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7660   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7661    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7662     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7663  (simplify
7664   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7665   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7666    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7667         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7668     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7669
7670 /* Detect simplication for a conditional reduction where
7671
7672    a = mask1 ? b : 0
7673    c = mask2 ? d + a : d
7674
7675    is turned into
7676
7677    c = mask1 && mask2 ? d + b : d.  */
7678 (simplify
7679   (IFN_COND_ADD @0 @1 (vec_cond @2 @3 integer_zerop) @1)
7680    (IFN_COND_ADD (bit_and @0 @2) @1 @3 @1))
7681
7682 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7683    expressions like:
7684
7685    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7686    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7687
7688    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7689    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7690    bytes.  A is more efficiently tested as:
7691
7692    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7693
7694    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7695
7696    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7697
7698    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7699
7700    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7701    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7702
7703    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7704    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7705    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7706    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7707    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7708    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7709    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7710    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7711    pointer_pluses dead.  */
7712 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7713  (for cmp (le lt)
7714   (simplify
7715    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7716         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7717    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7718         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7719         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7720     /* Calculate the rhs constant.  */
7721     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7722             offset_int rhs = off * 2; }
7723      /* Always fails for negative values.  */
7724      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7725       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7726          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7727          same pointer_plus in multiple checks.  */
7728       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7729               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7730        (if (cmp == LT_EXPR)
7731         (gt (convert:sizetype
7732              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7733                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7734             { rhs_tree; })
7735         (gt (convert:sizetype
7736              (pointer_diff:ssizetype
7737               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7738                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7739               { swap_p ? @0 : @2; }))
7740             { rhs_tree; })))))))))
7741
7742 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7743    element of @1.  */
7744 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7745  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7746   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
7747    (if (i >= 0)
7748     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
7749             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
7750             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
7751             tree size = bitsize_int (elt_bits);
7752             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
7753      (view_convert
7754       (bit_and:elt_type
7755        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
7756        { elt; })))))))
7757
7758 /* Fold reduction of a single nonzero element constructor.  */
7759 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7760   (simplify (reduc (CONSTRUCTOR@0))
7761     (with { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7762                          ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7763             tree elt = ctor_single_nonzero_element (ctor); }
7764       (if (elt
7765            && !HONOR_SNANS (type)
7766            && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
7767         { elt; }))))
7768
7769 /* Fold REDUC (@0 op VECTOR_CST) as REDUC (@0) op REDUC (VECTOR_CST).  */
7770 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_MAX IFN_REDUC_MIN IFN_REDUC_FMAX
7771             IFN_REDUC_FMIN IFN_REDUC_AND IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7772      op (plus max min IFN_FMAX IFN_FMIN bit_and bit_ior bit_xor)
7773   (simplify (reduc (op @0 VECTOR_CST@1))
7774     (op (reduc:type @0) (reduc:type @1))))
7775
7776 (simplify
7777  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
7778  (with
7779   {
7780     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
7781     machine_mode result_mode = TYPE_MODE (type);
7782     machine_mode op_mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (op0));
7783
7784     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
7785     vec_perm_builder builder;
7786     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
7787       return NULL_TREE;
7788
7789     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
7790     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
7791     bool single_arg = (op0 == op1);
7792     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
7793   }
7794   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
7795    { op0; }
7796    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
7797     { op1; }
7798     (with
7799      {
7800        if (!single_arg)
7801          {
7802            if (sel.all_from_input_p (0))
7803              op1 = op0;
7804            else if (sel.all_from_input_p (1))
7805              {
7806                op0 = op1;
7807                sel.rotate_inputs (1);
7808              }
7809            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
7810              {
7811                std::swap (op0, op1);
7812                sel.rotate_inputs (1);
7813              }
7814          }
7815        gassign *def;
7816        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
7817        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
7818            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
7819            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7820          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
7821        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
7822            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
7823            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7824          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
7825
7826        tree t;
7827     }
7828     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7829           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
7830          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7831              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
7832          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
7833      { t; }
7834      (with
7835       {
7836         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
7837         tree ins = NULL_TREE;
7838         unsigned at = 0;
7839
7840         /* See if the permutation is performing a single element
7841            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
7842            in that case.  But only if the vector mode is supported,
7843            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
7844         if (op_mode != BLKmode
7845             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7846                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
7847                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7848                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
7849           {
7850             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
7851             if (insert_first_p)
7852               {
7853                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
7854                    first vector we only can insert the first elt from
7855                    the first vector.  */
7856                 at = 0;
7857                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
7858                   op0 = op1;
7859               }
7860             /* The above can fail for two-element vectors which always
7861                appear to insert the first element, so try inserting
7862                into the second lane as well.  For more than two
7863                elements that's wasted time.  */
7864             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
7865               {
7866                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
7867                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
7868                   if (maybe_ne (sel[at], at))
7869                     break;
7870                 if (at < encoded_nelts
7871                     && (known_eq (at + 1, nelts)
7872                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
7873                   {
7874                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
7875                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
7876                     else
7877                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
7878                   }
7879               }
7880           }
7881
7882         /* Generate a canonical form of the selector.  */
7883         if (!ins && sel.encoding () != builder)
7884           {
7885             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
7886                argument permutation while still allowing an equivalent
7887                2-argument version.  */
7888             tree oldop2 = op2;
7889             if (sel.ninputs () == 2
7890                || can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel, false))
7891               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7892             else
7893               {
7894                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
7895                 if (can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel2, false))
7896                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
7897                 else
7898                   /* Not directly supported with either encoding,
7899                      so use the preferred form.  */
7900                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7901               }
7902             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
7903               changed = true;
7904           }
7905       }
7906       (if (ins)
7907        (bit_insert { op0; } { ins; }
7908          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
7909        (if (changed)
7910         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
7911
7912 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
7913
7914 (match vec_same_elem_p
7915  (vec_duplicate @0))
7916
7917 (match vec_same_elem_p
7918  CONSTRUCTOR@0
7919  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7920       && uniform_vector_p (gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0))))))
7921
7922 (match vec_same_elem_p
7923  @0
7924  (if (uniform_vector_p (@0))))
7925
7926
7927 (simplify
7928  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
7929  @0)
7930
7931 /* Push VEC_PERM earlier if that may help FMA perception (PR101895).  */
7932 (simplify
7933  (plus:c (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
7934  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
7935   (plus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
7936 (simplify
7937  (minus (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
7938  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
7939   (minus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
7940
7941
7942 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
7943    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
7944    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
7945    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
7946    to the number of trailing zeroes.  */
7947 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
7948   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))
7949
7950 (match (cond_expr_convert_p @0 @2 @3 @6)
7951  (cond (simple_comparison@6 @0 @1) (convert@4 @2) (convert@5 @3))
7952   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7953        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
7954        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7955        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
7956        && TYPE_PRECISION (type) != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7957        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7958           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
7959        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7960           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
7961        /* For vect_recog_cond_expr_convert_pattern, @2 and @3 can differ in
7962           signess when convert is truncation, but not ok for extension since
7963           it's sign_extend vs zero_extend.  */
7964        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type)
7965            || (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
7966                == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))))
7967        && single_use (@4)
7968        && single_use (@5))))
7969
7970 (for bit_op (bit_and bit_ior bit_xor)
7971  (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
7972   (bit_op:c
7973    (nop_convert1? (bit_not2?@0 (convert3? (lshift integer_onep@1 @2))))
7974    @3)))
7975
7976 (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
7977  (bit_not
7978   (nop_convert1? (bit_xor@0 (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)) @3))))