; LLVM IR from Dev-XYS/Algorithms :: Miller-Rabin.ll (Z7witnessii)

; 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: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z4qpowxii(i64 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #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 memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef zeroext i1 @_Z7witnessii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i1, align 1
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i64, align 8
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %13 = sub nsw i32 %12, 1
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %15 = sub nsw i32 %14, 1
  %16 = sub nsw i32 0, %15
  %17 = and i32 %13, %16
  store i32 %17, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %20 = sdiv i32 %18, %19
  store i32 %20, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %25 = call noundef i64 @_Z4qpowxii(i64 noundef %22, i32 noundef %23, i32 noundef %24)
  store i64 %25, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %55, %2
  %27 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp slt i32 %27, %28
  br i1 %29, label %31, label %30

30:                                               ; preds = %26
  store i32 2, ptr %10, align 4
  br label %58

31:                                               ; preds = %26
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %32 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %33 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %34 = mul nsw i64 %32, %33
  %35 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = srem i64 %34, %36
  store i64 %37, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %38 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %39 = icmp eq i64 %38, 1
  br i1 %39, label %40, label %50

40:                                               ; preds = %31
  %41 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %42 = icmp ne i64 %41, 1
  br i1 %42, label %43, label %50

43:                                               ; preds = %40
  %44 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %46 = sub nsw i32 %45, 1
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = icmp ne i64 %44, %47
  br i1 %48, label %49, label %50

49:                                               ; preds = %43
  store i1 true, ptr %3, align 1
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %52

50:                                               ; preds = %43, %40, %31
  %51 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  store i64 %51, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %10, align 4
  br label %52

52:                                               ; preds = %50, %49
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %53 = load i32, ptr %10, align 4
  switch i32 %53, label %58 [
    i32 0, label %54
  ]

54:                                               ; preds = %52
  br label %55

55:                                               ; preds = %54
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %57 = shl i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %26, !llvm.loop !11

58:                                               ; preds = %52, %30
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %59 = load i32, ptr %10, align 4
  switch i32 %59, label %65 [
    i32 2, label %60
  ]

60:                                               ; preds = %58
  %61 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %62 = icmp ne i64 %61, 1
  br i1 %62, label %63, label %64

63:                                               ; preds = %60
  store i1 true, ptr %3, align 1
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %65

64:                                               ; preds = %60
  store i1 false, ptr %3, align 1
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %65

65:                                               ; preds = %64, %63, %58
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %66 = load i1, ptr %3, align 1
  ret i1 %66
}

attributes #0 = { mustprogress 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 = { 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"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: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z4qpowxii(i64 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef zeroext i1 @_Z7witnessii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = add nsw i32 %1, -1
  %4 = sub nsw i32 1, %1
  %5 = and i32 %3, %4
  %6 = sdiv i32 %1, %5
  %7 = sext i32 %0 to i64
  %8 = tail call noundef i64 @_Z4qpowxii(i64 noundef %7, i32 noundef %6, i32 noundef %1)
  %.not2937 = icmp sgt i32 %5, 1
  br i1 %.not2937, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %9 = sext i32 %1 to i64
  %10 = sext i32 %3 to i64
  br label %13

11:                                               ; preds = %13
  %12 = shl i32 %.02539, 1
  %.not29 = icmp slt i32 %12, %5
  br i1 %.not29, label %13, label %._crit_edge, !llvm.loop !5

13:                                               ; preds = %.lr.ph, %11
  %.02539 = phi i32 [ 1, %.lr.ph ], [ %12, %11 ]
  %.02638 = phi i64 [ %8, %.lr.ph ], [ %15, %11 ]
  %14 = mul nsw i64 %.02638, %.02638
  %15 = srem i64 %14, %9
  %16 = icmp ne i64 %15, 1
  %17 = icmp eq i64 %.02638, 1
  %or.cond.not35 = or i1 %17, %16
  %.not = icmp eq i64 %.02638, %10
  %or.cond31 = or i1 %.not, %or.cond.not35
  br i1 %or.cond31, label %11, label %.thread

._crit_edge:                                      ; preds = %11, %2
  %.026.lcssa = phi i64 [ %8, %2 ], [ %15, %11 ]
  %.not30 = icmp ne i64 %.026.lcssa, 1
  br label %.thread

.thread:                                          ; preds = %13, %._crit_edge
  %.3 = phi i1 [ %.not30, %._crit_edge ], [ true, %13 ]
  ret i1 %.3
}

attributes #0 = { mustprogress 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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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