; LLVM IR from BrunoLevy/learn-fpga :: FemtoRV/FIRMWARE/LIBFEMTOC (printf)

; 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"

%struct.__va_list_tag = type { i32, i32, ptr, ptr }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @printf(ptr noundef %0, ...) #0 {
  %2 = alloca ptr, align 8
  %3 = alloca [1 x %struct.__va_list_tag], align 16
  store ptr %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 24, ptr %3) #4
  %4 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %3, i64 0, i64 0
  call void @llvm.va_start.p0(ptr %4)
  br label %5

5:                                                ; preds = %120, %1
  %6 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %7 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !9
  %8 = icmp ne i8 %7, 0
  br i1 %8, label %9, label %123

9:                                                ; preds = %5
  %10 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %11 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !9
  %12 = sext i8 %11 to i32
  %13 = icmp eq i32 %12, 37
  br i1 %13, label %14, label %114

14:                                               ; preds = %9
  %15 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds i8, ptr %15, i32 1
  store ptr %16, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %17 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i8, ptr %17, align 1, !tbaa !9
  %19 = sext i8 %18 to i32
  %20 = icmp eq i32 %19, 115
  br i1 %20, label %21, label %38

21:                                               ; preds = %14
  %22 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %3, i64 0, i64 0
  %23 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %22, i32 0, i32 0
  %24 = load i32, ptr %23, align 16
  %25 = icmp ule i32 %24, 40
  br i1 %25, label %26, label %31

26:                                               ; preds = %21
  %27 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %22, i32 0, i32 3
  %28 = load ptr, ptr %27, align 16
  %29 = getelementptr i8, ptr %28, i32 %24
  %30 = add i32 %24, 8
  store i32 %30, ptr %23, align 16
  br label %35

31:                                               ; preds = %21
  %32 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %22, i32 0, i32 2
  %33 = load ptr, ptr %32, align 8
  %34 = getelementptr i8, ptr %33, i32 8
  store ptr %34, ptr %32, align 8
  br label %35

35:                                               ; preds = %31, %26
  %36 = phi ptr [ %29, %26 ], [ %33, %31 ]
  %37 = load ptr, ptr %36, align 8, !tbaa !5
  call void @print_string(ptr noundef %37)
  br label %113

38:                                               ; preds = %14
  %39 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i8, ptr %39, align 1, !tbaa !9
  %41 = sext i8 %40 to i32
  %42 = icmp eq i32 %41, 120
  br i1 %42, label %43, label %60

43:                                               ; preds = %38
  %44 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %3, i64 0, i64 0
  %45 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %44, i32 0, i32 0
  %46 = load i32, ptr %45, align 16
  %47 = icmp ule i32 %46, 40
  br i1 %47, label %48, label %53

48:                                               ; preds = %43
  %49 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %44, i32 0, i32 3
  %50 = load ptr, ptr %49, align 16
  %51 = getelementptr i8, ptr %50, i32 %46
  %52 = add i32 %46, 8
  store i32 %52, ptr %45, align 16
  br label %57

53:                                               ; preds = %43
  %54 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %44, i32 0, i32 2
  %55 = load ptr, ptr %54, align 8
  %56 = getelementptr i8, ptr %55, i32 8
  store ptr %56, ptr %54, align 8
  br label %57

57:                                               ; preds = %53, %48
  %58 = phi ptr [ %51, %48 ], [ %55, %53 ]
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !10
  call void @print_hex(i32 noundef %59)
  br label %112

60:                                               ; preds = %38
  %61 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i8, ptr %61, align 1, !tbaa !9
  %63 = sext i8 %62 to i32
  %64 = icmp eq i32 %63, 100
  br i1 %64, label %65, label %82

65:                                               ; preds = %60
  %66 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %3, i64 0, i64 0
  %67 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %66, i32 0, i32 0
  %68 = load i32, ptr %67, align 16
  %69 = icmp ule i32 %68, 40
  br i1 %69, label %70, label %75

70:                                               ; preds = %65
  %71 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %66, i32 0, i32 3
  %72 = load ptr, ptr %71, align 16
  %73 = getelementptr i8, ptr %72, i32 %68
  %74 = add i32 %68, 8
  store i32 %74, ptr %67, align 16
  br label %79

75:                                               ; preds = %65
  %76 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %66, i32 0, i32 2
  %77 = load ptr, ptr %76, align 8
  %78 = getelementptr i8, ptr %77, i32 8
  store ptr %78, ptr %76, align 8
  br label %79

79:                                               ; preds = %75, %70
  %80 = phi ptr [ %73, %70 ], [ %77, %75 ]
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !10
  call void @print_dec(i32 noundef %81)
  br label %111

82:                                               ; preds = %60
  %83 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i8, ptr %83, align 1, !tbaa !9
  %85 = sext i8 %84 to i32
  %86 = icmp eq i32 %85, 99
  br i1 %86, label %87, label %105

87:                                               ; preds = %82
  %88 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %3, i64 0, i64 0
  %89 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %88, i32 0, i32 0
  %90 = load i32, ptr %89, align 16
  %91 = icmp ule i32 %90, 40
  br i1 %91, label %92, label %97

92:                                               ; preds = %87
  %93 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %88, i32 0, i32 3
  %94 = load ptr, ptr %93, align 16
  %95 = getelementptr i8, ptr %94, i32 %90
  %96 = add i32 %90, 8
  store i32 %96, ptr %89, align 16
  br label %101

97:                                               ; preds = %87
  %98 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %88, i32 0, i32 2
  %99 = load ptr, ptr %98, align 8
  %100 = getelementptr i8, ptr %99, i32 8
  store ptr %100, ptr %98, align 8
  br label %101

101:                                              ; preds = %97, %92
  %102 = phi ptr [ %95, %92 ], [ %99, %97 ]
  %103 = load i32, ptr %102, align 4, !tbaa !10
  %104 = call i32 @putchar(i32 noundef %103)
  br label %110

105:                                              ; preds = %82
  %106 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i8, ptr %106, align 1, !tbaa !9
  %108 = sext i8 %107 to i32
  %109 = call i32 @putchar(i32 noundef %108)
  br label %110

110:                                              ; preds = %105, %101
  br label %111

111:                                              ; preds = %110, %79
  br label %112

112:                                              ; preds = %111, %57
  br label %113

113:                                              ; preds = %112, %35
  br label %119

114:                                              ; preds = %9
  %115 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %116 = load i8, ptr %115, align 1, !tbaa !9
  %117 = sext i8 %116 to i32
  %118 = call i32 @putchar(i32 noundef %117)
  br label %119

119:                                              ; preds = %114, %113
  br label %120

120:                                              ; preds = %119
  %121 = load ptr, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %122 = getelementptr inbounds i8, ptr %121, i32 1
  store ptr %122, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  br label %5, !llvm.loop !12

123:                                              ; preds = %5
  %124 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %3, i64 0, i64 0
  call void @llvm.va_end.p0(ptr %124)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 24, ptr %3) #4
  ret i32 0
}

; 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
declare void @llvm.va_start.p0(ptr) #2

declare void @print_string(ptr noundef) #3

declare void @print_hex(i32 noundef) #3

declare void @print_dec(i32 noundef) #3

declare i32 @putchar(i32 noundef) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.va_end.p0(ptr) #2

; 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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #3 = { "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 #4 = { 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/C++ TBAA"}
!9 = !{!7, !7, i64 0}
!10 = !{!11, !11, i64 0}
!11 = !{!"int", !7, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"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"

%struct.__va_list_tag = type { i32, i32, ptr, ptr }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly %0, ...) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = alloca [1 x %struct.__va_list_tag], align 16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 24, ptr nonnull %2) #5
  call void @llvm.va_start.p0(ptr nonnull %2)
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 16
  br label %5

5:                                                ; preds = %73, %1
  %.0 = phi ptr [ %0, %1 ], [ %74, %73 ]
  %6 = load i8, ptr %.0, align 1, !tbaa !5
  switch i8 %6, label %70 [
    i8 0, label %75
    i8 37, label %7
  ]

7:                                                ; preds = %5
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %.0, i64 1
  %9 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !5
  switch i8 %9, label %67 [
    i8 115, label %10
    i8 120, label %24
    i8 100, label %38
    i8 99, label %52
  ]

10:                                               ; preds = %7
  %11 = load i32, ptr %2, align 16
  %12 = icmp ult i32 %11, 41
  br i1 %12, label %13, label %18

13:                                               ; preds = %10
  %14 = load ptr, ptr %4, align 16
  %15 = zext nneg i32 %11 to i64
  %16 = getelementptr i8, ptr %14, i64 %15
  %17 = add nuw nsw i32 %11, 8
  store i32 %17, ptr %2, align 16
  br label %21

18:                                               ; preds = %10
  %19 = load ptr, ptr %3, align 8
  %20 = getelementptr i8, ptr %19, i64 8
  store ptr %20, ptr %3, align 8
  br label %21

21:                                               ; preds = %18, %13
  %22 = phi ptr [ %16, %13 ], [ %19, %18 ]
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !8
  call void @print_string(ptr noundef %23) #5
  br label %73

24:                                               ; preds = %7
  %25 = load i32, ptr %2, align 16
  %26 = icmp ult i32 %25, 41
  br i1 %26, label %27, label %32

27:                                               ; preds = %24
  %28 = load ptr, ptr %4, align 16
  %29 = zext nneg i32 %25 to i64
  %30 = getelementptr i8, ptr %28, i64 %29
  %31 = add nuw nsw i32 %25, 8
  store i32 %31, ptr %2, align 16
  br label %35

32:                                               ; preds = %24
  %33 = load ptr, ptr %3, align 8
  %34 = getelementptr i8, ptr %33, i64 8
  store ptr %34, ptr %3, align 8
  br label %35

35:                                               ; preds = %32, %27
  %36 = phi ptr [ %30, %27 ], [ %33, %32 ]
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !10
  call void @print_hex(i32 noundef %37) #5
  br label %73

38:                                               ; preds = %7
  %39 = load i32, ptr %2, align 16
  %40 = icmp ult i32 %39, 41
  br i1 %40, label %41, label %46

41:                                               ; preds = %38
  %42 = load ptr, ptr %4, align 16
  %43 = zext nneg i32 %39 to i64
  %44 = getelementptr i8, ptr %42, i64 %43
  %45 = add nuw nsw i32 %39, 8
  store i32 %45, ptr %2, align 16
  br label %49

46:                                               ; preds = %38
  %47 = load ptr, ptr %3, align 8
  %48 = getelementptr i8, ptr %47, i64 8
  store ptr %48, ptr %3, align 8
  br label %49

49:                                               ; preds = %46, %41
  %50 = phi ptr [ %44, %41 ], [ %47, %46 ]
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !10
  call void @print_dec(i32 noundef %51) #5
  br label %73

52:                                               ; preds = %7
  %53 = load i32, ptr %2, align 16
  %54 = icmp ult i32 %53, 41
  br i1 %54, label %55, label %60

55:                                               ; preds = %52
  %56 = load ptr, ptr %4, align 16
  %57 = zext nneg i32 %53 to i64
  %58 = getelementptr i8, ptr %56, i64 %57
  %59 = add nuw nsw i32 %53, 8
  store i32 %59, ptr %2, align 16
  br label %63

60:                                               ; preds = %52
  %61 = load ptr, ptr %3, align 8
  %62 = getelementptr i8, ptr %61, i64 8
  store ptr %62, ptr %3, align 8
  br label %63

63:                                               ; preds = %60, %55
  %64 = phi ptr [ %58, %55 ], [ %61, %60 ]
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !10
  %66 = call i32 @putchar(i32 noundef %65)
  br label %73

67:                                               ; preds = %7
  %68 = sext i8 %9 to i32
  %69 = call i32 @putchar(i32 noundef %68)
  br label %73

70:                                               ; preds = %5
  %71 = sext i8 %6 to i32
  %72 = call i32 @putchar(i32 noundef %71)
  br label %73

73:                                               ; preds = %70, %35, %63, %67, %49, %21
  %.1 = phi ptr [ %8, %21 ], [ %8, %35 ], [ %8, %49 ], [ %8, %63 ], [ %8, %67 ], [ %.0, %70 ]
  %74 = getelementptr inbounds i8, ptr %.1, i64 1
  br label %5, !llvm.loop !12

75:                                               ; preds = %5
  call void @llvm.va_end.p0(ptr nonnull %2)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 24, ptr nonnull %2) #5
  ret i32 0
}

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

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.va_start.p0(ptr) #2

declare void @print_string(ptr noundef) local_unnamed_addr #3

declare void @print_hex(i32 noundef) local_unnamed_addr #3

declare void @print_dec(i32 noundef) local_unnamed_addr #3

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @putchar(i32 noundef) local_unnamed_addr #4

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.va_end.p0(ptr) #2

; Function Attrs: mustprogress 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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #3 = { "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 #4 = { nofree nounwind "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 #5 = { 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 = !{!"omnipotent char", !7, i64 0}
!7 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!8 = !{!9, !9, i64 0}
!9 = !{!"any pointer", !6, i64 0}
!10 = !{!11, !11, i64 0}
!11 = !{!"int", !6, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LICMPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass