; LLVM IR from FedericaPaoli1/stm32-speech-recognition-and-traduction :: Drivers/CMSIS/DSP/Source/FastMathFunctions (arm_sqrt_q31)

; 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"

%union.anon = type { i32 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @arm_sqrt_q31(i32 noundef %0, ptr noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca float, align 4
  %13 = alloca %union.anon, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %15, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sgt i32 %16, 0
  br i1 %17, label %18, label %141

18:                                               ; preds = %2
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %20 = call i32 @llvm.ctlz.i32(i32 %19, i1 true)
  %21 = trunc i32 %20 to i8
  %22 = zext i8 %21 to i32
  %23 = sub nsw i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %25 = srem i32 %24, 2
  %26 = icmp eq i32 %25, 0
  br i1 %26, label %27, label %31

27:                                               ; preds = %18
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %30 = shl i32 %28, %29
  store i32 %30, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %36

31:                                               ; preds = %18
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %34 = sub nsw i32 %33, 1
  %35 = shl i32 %32, %34
  store i32 %35, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %36

36:                                               ; preds = %31, %27
  %37 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %38 = ashr i32 %37, 1
  store i32 %38, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %39, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %41 = sitofp i32 %40 to float
  %42 = fmul float %41, 0x3E00000000000000
  store float %42, ptr %12, align 4, !tbaa !11
  %43 = load float, ptr %12, align 4, !tbaa !11
  store float %43, ptr %13, align 4, !tbaa !13
  %44 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !13
  store i32 %44, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %46 = ashr i32 %45, 1
  %47 = sub nsw i32 1597463007, %46
  store i32 %47, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %48, ptr %13, align 4, !tbaa !13
  %49 = load float, ptr %13, align 4, !tbaa !13
  store float %49, ptr %12, align 4, !tbaa !11
  %50 = load float, ptr %12, align 4, !tbaa !11
  %51 = fmul float %50, 0x41D0000000000000
  %52 = fptosi float %51 to i32
  store i32 %52, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = mul nsw i64 %56, %58
  %60 = ashr i64 %59, 31
  %61 = trunc i64 %60 to i32
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = mul nsw i64 %62, %64
  %66 = ashr i64 %65, 31
  %67 = trunc i64 %66 to i32
  %68 = sub nsw i32 805306368, %67
  %69 = sext i32 %68 to i64
  %70 = mul nsw i64 %54, %69
  %71 = ashr i64 %70, 31
  %72 = trunc i64 %71 to i32
  %73 = shl i32 %72, 2
  store i32 %73, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = mul nsw i64 %77, %79
  %81 = ashr i64 %80, 31
  %82 = trunc i64 %81 to i32
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = mul nsw i64 %83, %85
  %87 = ashr i64 %86, 31
  %88 = trunc i64 %87 to i32
  %89 = sub nsw i32 805306368, %88
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = mul nsw i64 %75, %90
  %92 = ashr i64 %91, 31
  %93 = trunc i64 %92 to i32
  %94 = shl i32 %93, 2
  store i32 %94, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = mul nsw i64 %98, %100
  %102 = ashr i64 %101, 31
  %103 = trunc i64 %102 to i32
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = mul nsw i64 %104, %106
  %108 = ashr i64 %107, 31
  %109 = trunc i64 %108 to i32
  %110 = sub nsw i32 805306368, %109
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = mul nsw i64 %96, %111
  %113 = ashr i64 %112, 31
  %114 = trunc i64 %113 to i32
  %115 = shl i32 %114, 2
  store i32 %115, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %116 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %117 = sext i32 %116 to i64
  %118 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %119 = sext i32 %118 to i64
  %120 = mul nsw i64 %117, %119
  %121 = ashr i64 %120, 31
  %122 = trunc i64 %121 to i32
  %123 = shl i32 %122, 1
  store i32 %123, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %124 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %125 = srem i32 %124, 2
  %126 = icmp eq i32 %125, 0
  br i1 %126, label %127, label %132

127:                                              ; preds = %36
  %128 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %129 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %130 = sdiv i32 %129, 2
  %131 = ashr i32 %128, %130
  store i32 %131, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %138

132:                                              ; preds = %36
  %133 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %134 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %135 = sub nsw i32 %134, 1
  %136 = sdiv i32 %135, 2
  %137 = ashr i32 %133, %136
  store i32 %137, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %138

138:                                              ; preds = %132, %127
  %139 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %140 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  store i32 %139, ptr %140, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %14, align 4
  br label %143

141:                                              ; preds = %2
  %142 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %142, align 4, !tbaa !5
  store i32 -1, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %14, align 4
  br label %143

143:                                              ; preds = %141, %138
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, 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
  %144 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %144
}

; 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 speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.ctlz.i32(i32, i1 immarg) #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 speculatable willreturn memory(none) }
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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"float", !7, i64 0}
!13 = !{!7, !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"

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: write) uwtable
define dso_local range(i32 -1, 1) i32 @arm_sqrt_q31(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef writeonly %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %0, 0
  br i1 %3, label %4, label %57

4:                                                ; preds = %2
  %5 = tail call range(i32 1, 33) i32 @llvm.ctlz.i32(i32 %0, i1 true)
  %6 = add nsw i32 %5, -1
  %7 = and i32 %6, 1
  %8 = icmp eq i32 %7, 0
  %9 = add nsw i32 %5, -2
  %.pn = select i1 %8, i32 %6, i32 %9
  %.037 = shl i32 %0, %.pn
  %10 = ashr i32 %.037, 1
  %11 = sitofp i32 %.037 to float
  %12 = fmul float %11, 0x3E00000000000000
  %13 = bitcast float %12 to i32
  %14 = ashr i32 %13, 1
  %15 = sub nsw i32 1597463007, %14
  %16 = bitcast i32 %15 to float
  %17 = fmul float %16, 0x41D0000000000000
  %18 = fptosi float %17 to i32
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = shl nsw i64 %19, 1
  %21 = mul i64 %20, %19
  %22 = ashr i64 %21, 32
  %23 = sext i32 %10 to i64
  %24 = shl nsw i64 %23, 1
  %25 = mul nsw i64 %24, %22
  %26 = and i64 %25, -4294967296
  %sext = sub i64 3458764513820540928, %26
  %27 = ashr exact i64 %sext, 32
  %28 = shl nsw i64 %19, 3
  %29 = mul i64 %28, %27
  %sext40 = ashr i64 %29, 32
  %30 = and i64 %sext40, -4
  %31 = shl nsw i64 %30, 1
  %32 = mul i64 %31, %30
  %33 = ashr i64 %32, 32
  %34 = mul nsw i64 %24, %33
  %35 = and i64 %34, -4294967296
  %sext42 = sub i64 3458764513820540928, %35
  %36 = ashr exact i64 %sext42, 32
  %37 = shl nsw i64 %30, 3
  %38 = mul i64 %37, %36
  %sext43 = ashr i64 %38, 32
  %39 = and i64 %sext43, -4
  %40 = shl nsw i64 %39, 1
  %41 = mul i64 %40, %39
  %42 = ashr i64 %41, 32
  %43 = mul nsw i64 %24, %42
  %44 = and i64 %43, -4294967296
  %sext45 = sub i64 3458764513820540928, %44
  %45 = ashr exact i64 %sext45, 32
  %46 = sext i32 %.037 to i64
  %47 = shl nsw i64 %39, 3
  %48 = mul i64 %47, %45
  %sext46 = ashr i64 %48, 32
  %49 = and i64 %sext46, 4611686018427387900
  %50 = mul i64 %49, %46
  %sh.diff = lshr i64 %50, 30
  %tr.sh.diff = trunc i64 %sh.diff to i32
  %51 = and i32 %tr.sh.diff, -2
  br i1 %8, label %52, label %54

52:                                               ; preds = %4
  %53 = lshr exact i32 %6, 1
  br label %56

54:                                               ; preds = %4
  %.lhs.trunc = trunc nsw i32 %9 to i8
  %55 = sdiv i8 %.lhs.trunc, 2
  %.sext = zext nneg i8 %55 to i32
  br label %56

56:                                               ; preds = %54, %52
  %.pn47 = phi i32 [ %53, %52 ], [ %.sext, %54 ]
  %.038 = ashr i32 %51, %.pn47
  br label %57

57:                                               ; preds = %2, %56
  %storemerge = phi i32 [ %.038, %56 ], [ 0, %2 ]
  %.0 = phi i32 [ 0, %56 ], [ -1, %2 ]
  store i32 %storemerge, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  ret i32 %.0
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.ctlz.i32(i32, i1 immarg) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: write) 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 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/C++ TBAA"}


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