; LLVM IR from intel/qpl :: tools/utils/generators/deflate_generator/histogram.ll (ZN9histogram9normalizeEv)

; 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"

%class.histogram = type { [32768 x i32], [513 x i32], [32 x i32], [286 x i32] }

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_ZN9histogram9normalizeEv(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(134396) %0) #1 align 2 {
  %2 = alloca ptr, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %10 = load ptr, ptr %2, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #2
  store i64 0, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #2
  store i64 0, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  store i64 0, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  br label %11

11:                                               ; preds = %24, %1
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  %13 = icmp slt i32 %12, 30
  br i1 %13, label %15, label %14

14:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %27

15:                                               ; preds = %11
  %16 = getelementptr inbounds %class.histogram, ptr %10, i32 0, i32 2
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds [32 x i32], ptr %16, i64 0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !11
  %21 = zext i32 %20 to i64
  %22 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %23 = add i64 %22, %21
  store i64 %23, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  br label %24

24:                                               ; preds = %15
  %25 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  %26 = add nsw i32 %25, 1
  store i32 %26, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  br label %11, !llvm.loop !13

27:                                               ; preds = %14
  %28 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %29 = icmp uge i64 %28, 65536
  br i1 %29, label %30, label %73

30:                                               ; preds = %27
  %31 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %32 = udiv i64 %31, 2
  store i64 %32, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  br label %33

33:                                               ; preds = %69, %30
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  %35 = icmp slt i32 %34, 30
  br i1 %35, label %37, label %36

36:                                               ; preds = %33
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %72

37:                                               ; preds = %33
  %38 = getelementptr inbounds %class.histogram, ptr %10, i32 0, i32 2
  %39 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [32 x i32], ptr %38, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !11
  %43 = icmp eq i32 %42, 0
  br i1 %43, label %44, label %45

44:                                               ; preds = %37
  br label %69

45:                                               ; preds = %37
  %46 = getelementptr inbounds %class.histogram, ptr %10, i32 0, i32 2
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds [32 x i32], ptr %46, i64 0, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !11
  %51 = zext i32 %50 to i64
  store i64 %51, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %52 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %53 = shl i64 %52, 15
  store i64 %53, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %54 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %55 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %56 = add i64 %54, %55
  %57 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %58 = udiv i64 %56, %57
  store i64 %58, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %59 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %60 = icmp eq i64 %59, 0
  br i1 %60, label %61, label %62

61:                                               ; preds = %45
  store i64 1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  br label %62

62:                                               ; preds = %61, %45
  %63 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %64 = trunc i64 %63 to i32
  %65 = getelementptr inbounds %class.histogram, ptr %10, i32 0, i32 2
  %66 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [32 x i32], ptr %65, i64 0, i64 %67
  store i32 %64, ptr %68, align 4, !tbaa !11
  br label %69

69:                                               ; preds = %62, %44
  %70 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  br label %33, !llvm.loop !15

72:                                               ; preds = %36
  br label %73

73:                                               ; preds = %72, %27
  store i64 0, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  br label %74

74:                                               ; preds = %87, %73
  %75 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %76 = icmp slt i32 %75, 286
  br i1 %76, label %78, label %77

77:                                               ; preds = %74
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %90

78:                                               ; preds = %74
  %79 = getelementptr inbounds %class.histogram, ptr %10, i32 0, i32 3
  %80 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds [286 x i32], ptr %79, i64 0, i64 %81
  %83 = load i32, ptr %82, align 4, !tbaa !11
  %84 = zext i32 %83 to i64
  %85 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %86 = add i64 %85, %84
  store i64 %86, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  br label %87

87:                                               ; preds = %78
  %88 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  store i32 %89, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  br label %74, !llvm.loop !16

90:                                               ; preds = %77
  %91 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %92 = icmp uge i64 %91, 65536
  br i1 %92, label %93, label %136

93:                                               ; preds = %90
  %94 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %95 = udiv i64 %94, 2
  store i64 %95, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  br label %96

96:                                               ; preds = %132, %93
  %97 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %98 = icmp slt i32 %97, 286
  br i1 %98, label %100, label %99

99:                                               ; preds = %96
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %135

100:                                              ; preds = %96
  %101 = getelementptr inbounds %class.histogram, ptr %10, i32 0, i32 3
  %102 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds [286 x i32], ptr %101, i64 0, i64 %103
  %105 = load i32, ptr %104, align 4, !tbaa !11
  %106 = icmp eq i32 %105, 0
  br i1 %106, label %107, label %108

107:                                              ; preds = %100
  br label %132

108:                                              ; preds = %100
  %109 = getelementptr inbounds %class.histogram, ptr %10, i32 0, i32 3
  %110 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = getelementptr inbounds [286 x i32], ptr %109, i64 0, i64 %111
  %113 = load i32, ptr %112, align 4, !tbaa !11
  %114 = zext i32 %113 to i64
  store i64 %114, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %115 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %116 = shl i64 %115, 15
  store i64 %116, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %117 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %118 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %119 = add i64 %117, %118
  %120 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %121 = udiv i64 %119, %120
  store i64 %121, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %122 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %123 = icmp eq i64 %122, 0
  br i1 %123, label %124, label %125

124:                                              ; preds = %108
  store i64 1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  br label %125

125:                                              ; preds = %124, %108
  %126 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %127 = trunc i64 %126 to i32
  %128 = getelementptr inbounds %class.histogram, ptr %10, i32 0, i32 3
  %129 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %130 = sext i32 %129 to i64
  %131 = getelementptr inbounds [286 x i32], ptr %128, i64 0, i64 %130
  store i32 %127, ptr %131, align 4, !tbaa !11
  br label %132

132:                                              ; preds = %125, %107
  %133 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %134 = add nsw i32 %133, 1
  store i32 %134, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  br label %96, !llvm.loop !17

135:                                              ; preds = %99
  br label %136

136:                                              ; preds = %135, %90
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %3) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { mustprogress 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 #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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"int", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = distinct !{!16, !14}
!17 = distinct !{!17, !14}


; 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_ZN9histogram9normalizeEv(ptr nocapture noundef nonnull align 4 dereferenceable(134396) %0) local_unnamed_addr #0 align 2 {
  %2 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 133124
  %3 = load <16 x i32>, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %4 = zext <16 x i32> %3 to <16 x i64>
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 133188
  %6 = load <8 x i32>, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %7 = zext <8 x i32> %6 to <8 x i64>
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 133220
  %9 = load <4 x i32>, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = zext <4 x i32> %9 to <4 x i64>
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 133236
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = zext i32 %12 to i64
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 133240
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = zext i32 %15 to i64
  %17 = tail call i64 @llvm.vector.reduce.add.v16i64(<16 x i64> %4)
  %18 = tail call i64 @llvm.vector.reduce.add.v8i64(<8 x i64> %7)
  %op.rdx = add i64 %17, %18
  %19 = tail call i64 @llvm.vector.reduce.add.v4i64(<4 x i64> %10)
  %op.rdx62 = add i64 %op.rdx, %19
  %op.rdx63 = add i64 %op.rdx62, %13
  %op.rdx64 = add i64 %op.rdx63, %16
  %20 = icmp ugt i64 %op.rdx64, 65535
  br i1 %20, label %21, label %.loopexit41

21:                                               ; preds = %1
  %22 = lshr i64 %op.rdx64, 1
  br label %23

23:                                               ; preds = %21, %35
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %21 ], [ %indvars.iv.next, %35 ]
  %24 = getelementptr inbounds [32 x i32], ptr %2, i64 0, i64 %indvars.iv
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp eq i32 %25, 0
  br i1 %26, label %35, label %27

27:                                               ; preds = %23
  %28 = zext i32 %25 to i64
  %29 = shl nuw nsw i64 %28, 15
  %30 = add nuw nsw i64 %29, %22
  %31 = udiv i64 %30, %op.rdx64
  %32 = icmp ugt i64 %op.rdx64, %30
  %33 = trunc i64 %31 to i32
  %34 = select i1 %32, i32 1, i32 %33
  store i32 %34, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  br label %35

35:                                               ; preds = %23, %27
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, 30
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit41, label %23, !llvm.loop !9

.loopexit41:                                      ; preds = %35, %1
  %36 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 133252
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body.1, %.loopexit41
  %index = phi i64 [ 0, %.loopexit41 ], [ %index.next.1, %vector.body.1 ]
  %vec.phi = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %.loopexit41 ], [ %48, %vector.body.1 ]
  %vec.phi59 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %.loopexit41 ], [ %49, %vector.body.1 ]
  %37 = getelementptr inbounds [286 x i32], ptr %36, i64 0, i64 %index
  %38 = getelementptr inbounds i8, ptr %37, i64 8
  %wide.load = load <2 x i32>, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %wide.load60 = load <2 x i32>, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %39 = zext <2 x i32> %wide.load to <2 x i64>
  %40 = zext <2 x i32> %wide.load60 to <2 x i64>
  %41 = add <2 x i64> %vec.phi, %39
  %42 = add <2 x i64> %vec.phi59, %40
  %43 = icmp eq i64 %index, 280
  br i1 %43, label %.loopexit61, label %vector.body.1, !llvm.loop !11

vector.body.1:                                    ; preds = %vector.body
  %index.next = or disjoint i64 %index, 4
  %44 = getelementptr inbounds [286 x i32], ptr %36, i64 0, i64 %index.next
  %45 = getelementptr inbounds i8, ptr %44, i64 8
  %wide.load.1 = load <2 x i32>, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %wide.load60.1 = load <2 x i32>, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %46 = zext <2 x i32> %wide.load.1 to <2 x i64>
  %47 = zext <2 x i32> %wide.load60.1 to <2 x i64>
  %48 = add <2 x i64> %41, %46
  %49 = add <2 x i64> %42, %47
  %index.next.1 = add nuw nsw i64 %index, 8
  br label %vector.body

.loopexit61:                                      ; preds = %vector.body
  %bin.rdx = add <2 x i64> %42, %41
  %50 = tail call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %bin.rdx)
  %51 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 134388
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = zext i32 %52 to i64
  %54 = add i64 %50, %53
  %55 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 134392
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = zext i32 %56 to i64
  %58 = add i64 %54, %57
  %59 = icmp ugt i64 %58, 65535
  br i1 %59, label %60, label %.loopexit

60:                                               ; preds = %.loopexit61
  %61 = lshr i64 %58, 1
  br label %62

62:                                               ; preds = %60, %74
  %indvars.iv55 = phi i64 [ 0, %60 ], [ %indvars.iv.next56, %74 ]
  %63 = getelementptr inbounds [286 x i32], ptr %36, i64 0, i64 %indvars.iv55
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  %65 = icmp eq i32 %64, 0
  br i1 %65, label %74, label %66

66:                                               ; preds = %62
  %67 = zext i32 %64 to i64
  %68 = shl nuw nsw i64 %67, 15
  %69 = add nuw i64 %68, %61
  %70 = udiv i64 %69, %58
  %71 = icmp ugt i64 %58, %69
  %72 = trunc i64 %70 to i32
  %73 = select i1 %71, i32 1, i32 %72
  store i32 %73, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  br label %74

74:                                               ; preds = %62, %66
  %indvars.iv.next56 = add nuw nsw i64 %indvars.iv55, 1
  %exitcond58.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next56, 286
  br i1 %exitcond58.not, label %.loopexit, label %62, !llvm.loop !14

.loopexit:                                        ; preds = %74, %.loopexit61
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64>) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.vector.reduce.add.v16i64(<16 x i64>) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.vector.reduce.add.v8i64(<8 x i64>) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.vector.reduce.add.v4i64(<4 x i64>) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) 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 speculatable willreturn memory(none) }

!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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10, !12, !13}
!12 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!13 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!14 = distinct !{!14, !10}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SLPVectorizerPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass