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