; LLVM IR from BrunoLevy/learn-fpga :: FemtoRV/FIRMWARE/EXAMPLES (spirograph)

; 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"

@sintab = external dso_local global [64 x i32], align 16
@GL_width = external global i16, align 2
@GL_height = external global i16, align 2
@gl_polygon_mode = external global i32, align 4

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca [8 x i32], align 16
  %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
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i16, align 2
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @GL_init(i32 noundef -3)
  call void (...) @GL_clear()
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #3
  br label %11

11:                                               ; preds = %16, %0
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 32, ptr %3) #3
  %12 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %13 = and i32 %12, 64
  %14 = icmp ne i32 %13, 0
  br i1 %14, label %15, label %16

15:                                               ; preds = %11
  call void (...) @GL_clear()
  br label %16

16:                                               ; preds = %15, %11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #3
  %17 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %18 = shl i32 %17, 1
  store i32 %18, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  %19 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %20 = ashr i32 %19, 2
  %21 = and i32 %20, 63
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [64 x i32], ptr @sintab, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %24, 400
  store i32 %25, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  %26 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %27 = and i32 %26, 63
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [64 x i32], ptr @sintab, i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %32 = mul nsw i32 %30, %31
  %33 = ashr i32 %32, 12
  store i32 %33, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %34, 16
  %36 = and i32 %35, 63
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds [64 x i32], ptr @sintab, i64 0, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %41 = mul nsw i32 %39, %40
  %42 = ashr i32 %41, 12
  store i32 %42, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %44 = sub nsw i32 0, %43
  store i32 %44, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %45, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i16, ptr @GL_width, align 2, !tbaa !9
  %47 = zext i16 %46 to i32
  %48 = sdiv i32 %47, 2
  %49 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %48, %49
  %51 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %52 = add nsw i32 %50, %51
  %53 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 0
  store i32 %52, ptr %53, align 16, !tbaa !5
  %54 = load i16, ptr @GL_height, align 2, !tbaa !9
  %55 = zext i16 %54 to i32
  %56 = sdiv i32 %55, 2
  %57 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %58 = add nsw i32 %56, %57
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %60 = add nsw i32 %58, %59
  %61 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 1
  store i32 %60, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i16, ptr @GL_width, align 2, !tbaa !9
  %63 = zext i16 %62 to i32
  %64 = sdiv i32 %63, 2
  %65 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %66 = sub nsw i32 %64, %65
  %67 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %68 = add nsw i32 %66, %67
  %69 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 2
  store i32 %68, ptr %69, align 8, !tbaa !5
  %70 = load i16, ptr @GL_height, align 2, !tbaa !9
  %71 = zext i16 %70 to i32
  %72 = sdiv i32 %71, 2
  %73 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %74 = sub nsw i32 %72, %73
  %75 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %76 = add nsw i32 %74, %75
  %77 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 3
  store i32 %76, ptr %77, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i16, ptr @GL_width, align 2, !tbaa !9
  %79 = zext i16 %78 to i32
  %80 = sdiv i32 %79, 2
  %81 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %82 = sub nsw i32 %80, %81
  %83 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %84 = sub nsw i32 %82, %83
  %85 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 4
  store i32 %84, ptr %85, align 16, !tbaa !5
  %86 = load i16, ptr @GL_height, align 2, !tbaa !9
  %87 = zext i16 %86 to i32
  %88 = sdiv i32 %87, 2
  %89 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %90 = sub nsw i32 %88, %89
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %92 = sub nsw i32 %90, %91
  %93 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 5
  store i32 %92, ptr %93, align 4, !tbaa !5
  %94 = load i16, ptr @GL_width, align 2, !tbaa !9
  %95 = zext i16 %94 to i32
  %96 = sdiv i32 %95, 2
  %97 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %98 = add nsw i32 %96, %97
  %99 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %100 = sub nsw i32 %98, %99
  %101 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 6
  store i32 %100, ptr %101, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i16, ptr @GL_height, align 2, !tbaa !9
  %103 = zext i16 %102 to i32
  %104 = sdiv i32 %103, 2
  %105 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %106 = add nsw i32 %104, %105
  %107 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %108 = sub nsw i32 %106, %107
  %109 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 7
  store i32 %108, ptr %109, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 2, ptr %10) #3
  %110 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %111 = trunc i32 %110 to i16
  store i16 %111, ptr %10, align 2, !tbaa !9
  %112 = getelementptr inbounds [8 x i32], ptr %3, i64 0, i64 0
  %113 = load i16, ptr %10, align 2, !tbaa !9
  call void @GL_fill_poly(i32 noundef 4, ptr noundef %112, i16 noundef zeroext %113)
  %114 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %115 = and i32 %114, 32
  %116 = icmp ne i32 %115, 0
  %117 = zext i1 %116 to i64
  %118 = select i1 %116, i32 1, i32 2
  store i32 %118, ptr @gl_polygon_mode, align 4, !tbaa !5
  call void @milliwait(i32 noundef 50)
  %119 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %120 = add nsw i32 %119, 1
  store i32 %120, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 2, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 32, ptr %3) #3
  br label %11
}

declare void @GL_init(i32 noundef) #1

declare void @GL_clear(...) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

declare void @GL_fill_poly(i32 noundef, ptr noundef, i16 noundef zeroext) #1

declare void @milliwait(i32 noundef) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

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 = { "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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"short", !7, i64 0}


; 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"

@sintab = external dso_local local_unnamed_addr global [64 x i32], align 16
@GL_width = external local_unnamed_addr global i16, align 2
@GL_height = external local_unnamed_addr global i16, align 2
@gl_polygon_mode = external local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: noreturn nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = alloca [8 x i32], align 16
  tail call void @GL_init(i32 noundef -3) #3
  tail call void (...) @GL_clear() #3
  %2 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 4
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 12
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 20
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 24
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 28
  br label %9

9:                                                ; preds = %12, %0
  %.0 = phi i32 [ undef, %0 ], [ %55, %12 ]
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 32, ptr nonnull %1) #3
  %10 = and i32 %.0, 64
  %.not = icmp eq i32 %10, 0
  br i1 %.not, label %12, label %11

11:                                               ; preds = %9
  call void (...) @GL_clear() #3
  br label %12

12:                                               ; preds = %11, %9
  %13 = shl i32 %.0, 1
  %14 = lshr i32 %.0, 2
  %15 = and i32 %14, 63
  %16 = zext nneg i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [64 x i32], ptr @sintab, i64 0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = add nsw i32 %18, 400
  %20 = and i32 %13, 62
  %21 = zext nneg i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [64 x i32], ptr @sintab, i64 0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 8, !tbaa !5
  %24 = mul nsw i32 %23, %19
  %25 = ashr i32 %24, 12
  %26 = add nsw i32 %13, 16
  %27 = and i32 %26, 62
  %28 = zext nneg i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [64 x i32], ptr @sintab, i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 8, !tbaa !5
  %31 = mul nsw i32 %30, %19
  %32 = ashr i32 %31, 12
  %33 = load i16, ptr @GL_width, align 2, !tbaa !9
  %34 = lshr i16 %33, 1
  %35 = zext nneg i16 %34 to i32
  %36 = add nsw i32 %25, %35
  %37 = sub nsw i32 %36, %32
  store i32 %37, ptr %1, align 16, !tbaa !5
  %38 = load i16, ptr @GL_height, align 2, !tbaa !9
  %39 = lshr i16 %38, 1
  %40 = zext nneg i16 %39 to i32
  %41 = add nsw i32 %32, %40
  %42 = add nsw i32 %41, %25
  store i32 %42, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %32, %25
  %44 = sub nsw i32 %35, %43
  store i32 %44, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %45 = sub nsw i32 %25, %32
  %46 = add nsw i32 %45, %40
  store i32 %46, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = sub nsw i32 %32, %25
  %48 = add nsw i32 %47, %35
  store i32 %48, ptr %5, align 16, !tbaa !5
  %49 = sub nsw i32 %40, %43
  store i32 %49, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %36, %32
  store i32 %50, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %51 = sub nsw i32 %41, %25
  store i32 %51, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %52 = trunc i32 %.0 to i16
  call void @GL_fill_poly(i32 noundef 4, ptr noundef nonnull %1, i16 noundef zeroext %52) #3
  %53 = and i32 %.0, 32
  %.not29 = icmp eq i32 %53, 0
  %54 = select i1 %.not29, i32 2, i32 1
  store i32 %54, ptr @gl_polygon_mode, align 4, !tbaa !5
  call void @milliwait(i32 noundef 50) #3
  %55 = add nsw i32 %.0, 1
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 32, ptr nonnull %1) #3
  br label %9
}

declare void @GL_init(i32 noundef) local_unnamed_addr #1

declare void @GL_clear(...) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

declare void @GL_fill_poly(i32 noundef, ptr noundef, i16 noundef zeroext) local_unnamed_addr #1

declare void @milliwait(i32 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

attributes #0 = { noreturn 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 = { "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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"short", !7, i64 0}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LICMPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,TailCallElimPass