; LLVM IR from Dev-XYS/Algorithms :: Euler's-Totient-Function-Sieve(Linear).ll (Z5sievei)

; 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"

@prime = external dso_local global [100000000 x i32], align 16
@pc = external dso_local global i32, align 4
@div = external dso_local global [100000000 x i32], align 16
@phi = external dso_local global [100000000 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z5sievei(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr getelementptr inbounds ([100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 1), align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  store i32 2, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %6

6:                                                ; preds = %111, %1
  %7 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %8 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp sle i32 %7, %8
  br i1 %9, label %11, label %10

10:                                               ; preds = %6
  store i32 2, ptr %4, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  br label %114

11:                                               ; preds = %6
  %12 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %13 = sext i32 %12 to i64
  %14 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @div, i64 0, i64 %13
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp eq i32 %15, 0
  br i1 %16, label %17, label %32

17:                                               ; preds = %11
  %18 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr @pc, align 4, !tbaa !5
  %20 = add nsw i32 %19, 1
  store i32 %20, ptr @pc, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %19 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %21
  store i32 %18, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @div, i64 0, i64 %25
  store i32 %23, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %28 = sub nsw i32 %27, 1
  %29 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %30
  store i32 %28, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %17, %11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %33

33:                                               ; preds = %106, %32
  %34 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr @pc, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp slt i32 %34, %35
  br i1 %36, label %38, label %37

37:                                               ; preds = %33
  store i32 5, ptr %4, align 4
  br label %109

38:                                               ; preds = %33
  %39 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = mul nsw i32 %39, %43
  %45 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %46 = icmp sgt i32 %44, %45
  br i1 %46, label %47, label %48

47:                                               ; preds = %38
  store i32 5, ptr %4, align 4
  br label %109

48:                                               ; preds = %38
  %49 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %58 = mul nsw i32 %53, %57
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @div, i64 0, i64 %59
  store i32 %52, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  %66 = srem i32 %61, %65
  %67 = icmp eq i32 %66, 0
  br i1 %67, label %68, label %86

68:                                               ; preds = %48
  %69 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %70
  %72 = load i32, ptr %71, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %74
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !5
  %77 = mul nsw i32 %72, %76
  %78 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !5
  %83 = mul nsw i32 %78, %82
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %84
  store i32 %77, ptr %85, align 4, !tbaa !5
  store i32 5, ptr %4, align 4
  br label %109

86:                                               ; preds = %48
  %87 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %88
  %90 = load i32, ptr %89, align 4, !tbaa !5
  %91 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %92
  %94 = load i32, ptr %93, align 4, !tbaa !5
  %95 = sub nsw i32 %94, 1
  %96 = mul nsw i32 %90, %95
  %97 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %98 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %99
  %101 = load i32, ptr %100, align 4, !tbaa !5
  %102 = mul nsw i32 %97, %101
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %103
  store i32 %96, ptr %104, align 4, !tbaa !5
  br label %105

105:                                              ; preds = %86
  br label %106

106:                                              ; preds = %105
  %107 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %108 = add nsw i32 %107, 1
  store i32 %108, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %33, !llvm.loop !9

109:                                              ; preds = %68, %47, %37
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %110

110:                                              ; preds = %109
  br label %111

111:                                              ; preds = %110
  %112 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %113 = add nsw i32 %112, 1
  store i32 %113, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %6, !llvm.loop !11

114:                                              ; preds = %10
  ret void
}

; 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

attributes #0 = { mustprogress 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 = { 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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; 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"

@prime = external dso_local local_unnamed_addr global [100000000 x i32], align 16
@pc = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@div = external dso_local local_unnamed_addr global [100000000 x i32], align 16
@phi = external dso_local local_unnamed_addr global [100000000 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z5sievei(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  store i32 1, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @phi, i64 4), align 4, !tbaa !5
  %.not33 = icmp slt i32 %0, 2
  br i1 %.not33, label %._crit_edge, label %.lr.ph36.preheader

.lr.ph36.preheader:                               ; preds = %1
  %pc.promoted = load i32, ptr @pc, align 4, !tbaa !5
  %2 = add nuw i32 %0, 1
  %wide.trip.count43 = zext i32 %2 to i64
  br label %.lr.ph36

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %1
  ret void

.lr.ph36:                                         ; preds = %.lr.ph36.preheader, %.loopexit
  %indvars.iv40 = phi i64 [ 2, %.lr.ph36.preheader ], [ %indvars.iv.next41, %.loopexit ]
  %3 = phi i32 [ %pc.promoted, %.lr.ph36.preheader ], [ %16, %.loopexit ]
  %4 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @div, i64 0, i64 %indvars.iv40
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %6 = icmp eq i32 %5, 0
  br i1 %6, label %7, label %15

7:                                                ; preds = %.lr.ph36
  %8 = add nsw i32 %3, 1
  store i32 %8, ptr @pc, align 4, !tbaa !5
  %9 = sext i32 %3 to i64
  %10 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %9
  %11 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv40 to i32
  store i32 %11, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  store i32 %11, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %indvars.iv40
  %13 = trunc i64 %indvars.iv40 to i32
  %14 = add i32 %13, -1
  store i32 %14, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %15

15:                                               ; preds = %7, %.lr.ph36
  %16 = phi i32 [ %8, %7 ], [ %3, %.lr.ph36 ]
  %17 = icmp sgt i32 %16, 0
  br i1 %17, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %15
  %18 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %indvars.iv40
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %16 to i64
  %19 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv40 to i32
  br label %20

20:                                               ; preds = %.lr.ph, %34
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %34 ]
  %21 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %indvars.iv
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = mul nsw i32 %22, %19
  %24 = icmp sgt i32 %23, %0
  br i1 %24, label %.loopexit, label %25

25:                                               ; preds = %20
  %26 = sext i32 %23 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @div, i64 0, i64 %26
  store i32 %22, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %28 = srem i32 %19, %22
  %29 = icmp eq i32 %28, 0
  %30 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  br i1 %29, label %31, label %34

31:                                               ; preds = %25
  %32 = mul nsw i32 %30, %22
  %33 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %26
  store i32 %32, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

34:                                               ; preds = %25
  %35 = add nsw i32 %22, -1
  %36 = mul nsw i32 %30, %35
  %37 = getelementptr inbounds [100000000 x i32], ptr @phi, i64 0, i64 %26
  store i32 %36, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit, label %20, !llvm.loop !9

.loopexit:                                        ; preds = %34, %20, %15, %31
  %indvars.iv.next41 = add nuw nsw i64 %indvars.iv40, 1
  %exitcond44.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next41, %wide.trip.count43
  br i1 %exitcond44.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph36, !llvm.loop !11
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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