; LLVM IR from BrunoLevy/learn-fpga :: FemtoRV/TUTORIALS/FROM_BLINKER_TO_RISCV/FIRMWARE/COREMARK (core_state)

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @core_state_transition(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #1 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i8, align 1
  %7 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %8 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %9 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store ptr %9, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %10

10:                                               ; preds = %177, %2
  %11 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %12 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !11
  %13 = zext i8 %12 to i32
  %14 = icmp ne i32 %13, 0
  br i1 %14, label %15, label %18

15:                                               ; preds = %10
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp ne i32 %16, 1
  br label %18

18:                                               ; preds = %15, %10
  %19 = phi i1 [ false, %10 ], [ %17, %15 ]
  br i1 %19, label %20, label %180

20:                                               ; preds = %18
  %21 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i8, ptr %21, align 1, !tbaa !11
  store i8 %22, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %23 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %24 = zext i8 %23 to i32
  %25 = icmp eq i32 %24, 44
  br i1 %25, label %26, label %29

26:                                               ; preds = %20
  %27 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %27, i32 1
  store ptr %28, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %180

29:                                               ; preds = %20
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  switch i32 %30, label %175 [
    i32 0, label %31
    i32 2, label %62
    i32 4, label %87
    i32 5, label %107
    i32 3, label %131
    i32 6, label %150
    i32 7, label %165
  ]

31:                                               ; preds = %29
  %32 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %33 = call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %32)
  %34 = icmp ne i8 %33, 0
  br i1 %34, label %35, label %36

35:                                               ; preds = %31
  store i32 4, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %57

36:                                               ; preds = %31
  %37 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %38 = zext i8 %37 to i32
  %39 = icmp eq i32 %38, 43
  br i1 %39, label %44, label %40

40:                                               ; preds = %36
  %41 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %42 = zext i8 %41 to i32
  %43 = icmp eq i32 %42, 45
  br i1 %43, label %44, label %45

44:                                               ; preds = %40, %36
  store i32 2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %56

45:                                               ; preds = %40
  %46 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %47 = zext i8 %46 to i32
  %48 = icmp eq i32 %47, 46
  br i1 %48, label %49, label %50

49:                                               ; preds = %45
  store i32 5, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %55

50:                                               ; preds = %45
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %51 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i64 1
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !9
  %54 = add i32 %53, 1
  store i32 %54, ptr %52, align 4, !tbaa !9
  br label %55

55:                                               ; preds = %50, %49
  br label %56

56:                                               ; preds = %55, %44
  br label %57

57:                                               ; preds = %56, %35
  %58 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %58, i64 0
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = add i32 %60, 1
  store i32 %61, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  br label %176

62:                                               ; preds = %29
  %63 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %64 = call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %63)
  %65 = icmp ne i8 %64, 0
  br i1 %65, label %66, label %71

66:                                               ; preds = %62
  store i32 4, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %67 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %68 = getelementptr inbounds i32, ptr %67, i64 2
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  %70 = add i32 %69, 1
  store i32 %70, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  br label %86

71:                                               ; preds = %62
  %72 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %73 = zext i8 %72 to i32
  %74 = icmp eq i32 %73, 46
  br i1 %74, label %75, label %80

75:                                               ; preds = %71
  store i32 5, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %76 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %76, i64 2
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  %79 = add i32 %78, 1
  store i32 %79, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  br label %85

80:                                               ; preds = %71
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %81 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %81, i64 2
  %83 = load i32, ptr %82, align 4, !tbaa !9
  %84 = add i32 %83, 1
  store i32 %84, ptr %82, align 4, !tbaa !9
  br label %85

85:                                               ; preds = %80, %75
  br label %86

86:                                               ; preds = %85, %66
  br label %176

87:                                               ; preds = %29
  %88 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %89 = zext i8 %88 to i32
  %90 = icmp eq i32 %89, 46
  br i1 %90, label %91, label %96

91:                                               ; preds = %87
  store i32 5, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %92 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %93 = getelementptr inbounds i32, ptr %92, i64 4
  %94 = load i32, ptr %93, align 4, !tbaa !9
  %95 = add i32 %94, 1
  store i32 %95, ptr %93, align 4, !tbaa !9
  br label %106

96:                                               ; preds = %87
  %97 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %98 = call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %97)
  %99 = icmp ne i8 %98, 0
  br i1 %99, label %105, label %100

100:                                              ; preds = %96
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %101 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %102 = getelementptr inbounds i32, ptr %101, i64 4
  %103 = load i32, ptr %102, align 4, !tbaa !9
  %104 = add i32 %103, 1
  store i32 %104, ptr %102, align 4, !tbaa !9
  br label %105

105:                                              ; preds = %100, %96
  br label %106

106:                                              ; preds = %105, %91
  br label %176

107:                                              ; preds = %29
  %108 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %109 = zext i8 %108 to i32
  %110 = icmp eq i32 %109, 69
  br i1 %110, label %115, label %111

111:                                              ; preds = %107
  %112 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %113 = zext i8 %112 to i32
  %114 = icmp eq i32 %113, 101
  br i1 %114, label %115, label %120

115:                                              ; preds = %111, %107
  store i32 3, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %116 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %117 = getelementptr inbounds i32, ptr %116, i64 5
  %118 = load i32, ptr %117, align 4, !tbaa !9
  %119 = add i32 %118, 1
  store i32 %119, ptr %117, align 4, !tbaa !9
  br label %130

120:                                              ; preds = %111
  %121 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %122 = call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %121)
  %123 = icmp ne i8 %122, 0
  br i1 %123, label %129, label %124

124:                                              ; preds = %120
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %125 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %126 = getelementptr inbounds i32, ptr %125, i64 5
  %127 = load i32, ptr %126, align 4, !tbaa !9
  %128 = add i32 %127, 1
  store i32 %128, ptr %126, align 4, !tbaa !9
  br label %129

129:                                              ; preds = %124, %120
  br label %130

130:                                              ; preds = %129, %115
  br label %176

131:                                              ; preds = %29
  %132 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %133 = zext i8 %132 to i32
  %134 = icmp eq i32 %133, 43
  br i1 %134, label %139, label %135

135:                                              ; preds = %131
  %136 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %137 = zext i8 %136 to i32
  %138 = icmp eq i32 %137, 45
  br i1 %138, label %139, label %144

139:                                              ; preds = %135, %131
  store i32 6, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %140 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %141 = getelementptr inbounds i32, ptr %140, i64 3
  %142 = load i32, ptr %141, align 4, !tbaa !9
  %143 = add i32 %142, 1
  store i32 %143, ptr %141, align 4, !tbaa !9
  br label %149

144:                                              ; preds = %135
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %145 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %146 = getelementptr inbounds i32, ptr %145, i64 3
  %147 = load i32, ptr %146, align 4, !tbaa !9
  %148 = add i32 %147, 1
  store i32 %148, ptr %146, align 4, !tbaa !9
  br label %149

149:                                              ; preds = %144, %139
  br label %176

150:                                              ; preds = %29
  %151 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %152 = call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %151)
  %153 = icmp ne i8 %152, 0
  br i1 %153, label %154, label %159

154:                                              ; preds = %150
  store i32 7, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %155 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %156 = getelementptr inbounds i32, ptr %155, i64 6
  %157 = load i32, ptr %156, align 4, !tbaa !9
  %158 = add i32 %157, 1
  store i32 %158, ptr %156, align 4, !tbaa !9
  br label %164

159:                                              ; preds = %150
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %160 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %161 = getelementptr inbounds i32, ptr %160, i64 6
  %162 = load i32, ptr %161, align 4, !tbaa !9
  %163 = add i32 %162, 1
  store i32 %163, ptr %161, align 4, !tbaa !9
  br label %164

164:                                              ; preds = %159, %154
  br label %176

165:                                              ; preds = %29
  %166 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %167 = call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %166)
  %168 = icmp ne i8 %167, 0
  br i1 %168, label %174, label %169

169:                                              ; preds = %165
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %170 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %171 = getelementptr inbounds i32, ptr %170, i64 1
  %172 = load i32, ptr %171, align 4, !tbaa !9
  %173 = add i32 %172, 1
  store i32 %173, ptr %171, align 4, !tbaa !9
  br label %174

174:                                              ; preds = %169, %165
  br label %176

175:                                              ; preds = %29
  br label %176

176:                                              ; preds = %175, %174, %164, %149, %130, %106, %86, %57
  br label %177

177:                                              ; preds = %176
  %178 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %179 = getelementptr inbounds i8, ptr %178, i32 1
  store ptr %179, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %10, !llvm.loop !12

180:                                              ; preds = %26, %18
  %181 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %182 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %181, ptr %182, align 8, !tbaa !5
  %183 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  ret i32 %183
}

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare hidden zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext) #1

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!7, !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"

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @core_state_transition(ptr nocapture noundef %0, ptr nocapture noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %4 = load i8, ptr %3, align 1, !tbaa !9
  %.not61 = icmp eq i8 %4, 0
  br i1 %.not61, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 4
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 24
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 12
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 20
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  br label %11

11:                                               ; preds = %.lr.ph, %46
  %12 = phi i8 [ %4, %.lr.ph ], [ %48, %46 ]
  %.059 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %.2, %46 ]
  %.04758 = phi ptr [ %3, %.lr.ph ], [ %47, %46 ]
  %13 = icmp eq i8 %12, 44
  br i1 %13, label %14, label %16

14:                                               ; preds = %11
  %15 = getelementptr inbounds i8, ptr %.04758, i64 1
  br label %.loopexit

16:                                               ; preds = %11
  switch i32 %.059, label %46 [
    i32 0, label %17
    i32 2, label %24
    i32 4, label %28
    i32 5, label %32
    i32 3, label %36
    i32 6, label %37
    i32 7, label %39
  ]

17:                                               ; preds = %16
  %18 = tail call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %12)
  %.not54 = icmp eq i8 %18, 0
  br i1 %.not54, label %19, label %.sink.split

19:                                               ; preds = %17
  switch i8 %12, label %21 [
    i8 45, label %.sink.split
    i8 43, label %.sink.split
    i8 46, label %20
  ]

20:                                               ; preds = %19
  br label %.sink.split

21:                                               ; preds = %19
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !10
  %23 = add i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr %5, align 4, !tbaa !10
  br label %.sink.split

24:                                               ; preds = %16
  %25 = tail call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %12)
  %.not53 = icmp eq i8 %25, 0
  br i1 %.not53, label %26, label %.sink.split

26:                                               ; preds = %24
  %27 = icmp eq i8 %12, 46
  br i1 %27, label %.sink.split, label %.thread

28:                                               ; preds = %16
  %29 = icmp eq i8 %12, 46
  br i1 %29, label %.sink.split, label %30

30:                                               ; preds = %28
  %31 = tail call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %12)
  %.not52 = icmp eq i8 %31, 0
  br i1 %.not52, label %.thread, label %46

32:                                               ; preds = %16
  %33 = and i8 %12, -33
  %or.cond5 = icmp eq i8 %33, 69
  br i1 %or.cond5, label %.sink.split, label %34

34:                                               ; preds = %32
  %35 = tail call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %12)
  %.not51 = icmp eq i8 %35, 0
  br i1 %.not51, label %.thread, label %46

36:                                               ; preds = %16
  switch i8 %12, label %.thread [
    i8 45, label %.sink.split
    i8 43, label %.sink.split
  ]

37:                                               ; preds = %16
  %38 = tail call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %12)
  %.not50 = icmp eq i8 %38, 0
  br i1 %.not50, label %.thread, label %.sink.split

39:                                               ; preds = %16
  %40 = tail call zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext %12)
  %.not = icmp eq i8 %40, 0
  br i1 %.not, label %.thread, label %46

.thread:                                          ; preds = %39, %37, %36, %34, %30, %26
  %.sink = phi ptr [ %10, %26 ], [ %9, %30 ], [ %8, %34 ], [ %7, %36 ], [ %6, %37 ], [ %5, %39 ]
  %41 = load i32, ptr %.sink, align 4, !tbaa !10
  %42 = add i32 %41, 1
  store i32 %42, ptr %.sink, align 4, !tbaa !10
  %43 = getelementptr inbounds i8, ptr %.04758, i64 1
  br label %.loopexit

.sink.split:                                      ; preds = %37, %36, %36, %32, %28, %26, %24, %20, %21, %17, %19, %19
  %.sink86 = phi ptr [ %1, %19 ], [ %1, %19 ], [ %1, %17 ], [ %1, %21 ], [ %1, %20 ], [ %10, %24 ], [ %10, %26 ], [ %9, %28 ], [ %8, %32 ], [ %7, %36 ], [ %7, %36 ], [ %6, %37 ]
  %.2.ph = phi i32 [ 2, %19 ], [ 2, %19 ], [ 4, %17 ], [ 1, %21 ], [ 5, %20 ], [ 4, %24 ], [ 5, %26 ], [ 5, %28 ], [ 3, %32 ], [ 6, %36 ], [ 6, %36 ], [ 7, %37 ]
  %44 = load i32, ptr %.sink86, align 4, !tbaa !10
  %45 = add i32 %44, 1
  store i32 %45, ptr %.sink86, align 4, !tbaa !10
  br label %46

46:                                               ; preds = %.sink.split, %30, %34, %39, %16
  %.2 = phi i32 [ %.059, %16 ], [ 7, %39 ], [ 5, %34 ], [ 4, %30 ], [ %.2.ph, %.sink.split ]
  %47 = getelementptr inbounds i8, ptr %.04758, i64 1
  %48 = load i8, ptr %47, align 1, !tbaa !9
  %49 = icmp ne i8 %48, 0
  %50 = icmp ne i32 %.2, 1
  %51 = select i1 %49, i1 %50, i1 false
  br i1 %51, label %11, label %.loopexit, !llvm.loop !12

.loopexit:                                        ; preds = %46, %.thread, %2, %14
  %.056 = phi i32 [ %.059, %14 ], [ 0, %2 ], [ 1, %.thread ], [ %.2, %46 ]
  %.148 = phi ptr [ %15, %14 ], [ %3, %2 ], [ %43, %.thread ], [ %47, %46 ]
  store ptr %.148, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  ret i32 %.056
}

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare hidden zeroext i8 @ee_isdigit(i8 noundef zeroext) local_unnamed_addr #0

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" }

!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"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass