; LLVM IR from kaynewbie/algorithm :: algorithm/LeetCode/Easy (sqrt)

; Unoptimized IR (clang -disable-llvm-passes):
target datalayout = "e-m:e-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-i128:128-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @mySqrt(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %9 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %10 = ashr i32 %9, 1
  store i32 %10, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %11 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %11, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %12

12:                                               ; preds = %50, %1
  %13 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp sle i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %51

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %19 = add nsw i32 %17, %18
  %20 = ashr i32 %19, 1
  store i32 %20, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %23 = mul nsw i32 %21, %22
  store i32 %23, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp eq i32 %24, %25
  br i1 %26, label %27, label %29

27:                                               ; preds = %16
  %28 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %28, ptr %2, align 4
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %52

29:                                               ; preds = %16
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp slt i32 %30, %31
  br i1 %32, label %33, label %47

33:                                               ; preds = %29
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %34, 1
  %36 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  %38 = mul nsw i32 %35, %37
  %39 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %40 = icmp sgt i32 %38, %39
  br i1 %40, label %41, label %43

41:                                               ; preds = %33
  %42 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %42, ptr %2, align 4
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %52

43:                                               ; preds = %33
  %44 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  store i32 %45, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %46

46:                                               ; preds = %43
  br label %49

47:                                               ; preds = %29
  %48 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %48, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %49

49:                                               ; preds = %47, %46
  br label %50

50:                                               ; preds = %49
  br label %12, !llvm.loop !9

51:                                               ; preds = %12
  store i32 0, ptr %2, align 4
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %52

52:                                               ; preds = %51, %41, %27
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %53 = load i32, ptr %2, align 4
  ret i32 %53
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

attributes #0 = { nounwind uwtable "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="x86-64" "target-features"="+cmov,+cx8,+fxsr,+mmx,+sse,+sse2,+x87" "tune-cpu"="generic" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nounwind }

!llvm.module.flags = !{!0, !1, !2, !3}
!llvm.ident = !{!4}

!0 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
!1 = !{i32 8, !"PIC Level", i32 2}
!2 = !{i32 7, !"PIE Level", i32 2}
!3 = !{i32 7, !"uwtable", i32 2}
!4 = !{!"clang version 19.1.0 (git@github.com:llvm/llvm-project.git a4bf6cd7cfb1a1421ba92bca9d017b49936c55e4)"}
!5 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Optimized IR (opt -passes='default<O3>'):
target datalayout = "e-m:e-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-i128:128-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(none) uwtable
define dso_local range(i32 0, 1073741824) i32 @mySqrt(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %.not25 = icmp slt i32 %0, 0
  br i1 %.not25, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %1, %12
  %.02027 = phi i32 [ %.1, %12 ], [ %0, %1 ]
  %.02126 = phi i32 [ %.122, %12 ], [ 0, %1 ]
  %2 = add nuw nsw i32 %.02027, %.02126
  %3 = lshr i32 %2, 1
  %4 = mul nuw nsw i32 %3, %3
  %5 = icmp eq i32 %4, %0
  br i1 %5, label %._crit_edge, label %6

6:                                                ; preds = %.lr.ph
  %7 = icmp slt i32 %4, %0
  br i1 %7, label %8, label %12

8:                                                ; preds = %6
  %9 = add nuw nsw i32 %3, 1
  %10 = mul nuw nsw i32 %9, %9
  %11 = icmp ugt i32 %10, %0
  br i1 %11, label %._crit_edge, label %12

12:                                               ; preds = %6, %8
  %.122 = phi i32 [ %9, %8 ], [ %.02126, %6 ]
  %.1 = phi i32 [ %.02027, %8 ], [ %3, %6 ]
  %.not = icmp sgt i32 %.122, %.1
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !5

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %8, %12, %1
  %.0 = phi i32 [ 0, %1 ], [ 0, %12 ], [ %3, %8 ], [ %3, %.lr.ph ]
  ret i32 %.0
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(none) uwtable "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="x86-64" "target-features"="+cmov,+cx8,+fxsr,+mmx,+sse,+sse2,+x87" "tune-cpu"="generic" }

!llvm.module.flags = !{!0, !1, !2, !3}
!llvm.ident = !{!4}

!0 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
!1 = !{i32 8, !"PIC Level", i32 2}
!2 = !{i32 7, !"PIE Level", i32 2}
!3 = !{i32 7, !"uwtable", i32 2}
!4 = !{!"clang version 19.1.0 (git@github.com:llvm/llvm-project.git a4bf6cd7cfb1a1421ba92bca9d017b49936c55e4)"}
!5 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass