; LLVM IR from Mohammed-Shoaib/Coding-Problems :: Google/Kick Start/2021/Round B/C.ll (Z8is_primel)

; 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 nounwind uwtable
define dso_local noundef zeroext i1 @_Z8is_primel(i64 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i1, align 1
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i64 %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %6 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %7 = icmp sle i64 %6, 1
  br i1 %7, label %8, label %9

8:                                                ; preds = %1
  store i1 false, ptr %2, align 1
  br label %57

9:                                                ; preds = %1
  %10 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %11 = icmp eq i64 %10, 2
  br i1 %11, label %15, label %12

12:                                               ; preds = %9
  %13 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %14 = icmp eq i64 %13, 3
  br i1 %14, label %15, label %16

15:                                               ; preds = %12, %9
  store i1 true, ptr %2, align 1
  br label %57

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %18 = srem i64 %17, 2
  %19 = icmp eq i64 %18, 0
  br i1 %19, label %24, label %20

20:                                               ; preds = %16
  %21 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %22 = srem i64 %21, 3
  %23 = icmp eq i64 %22, 0
  br i1 %23, label %24, label %25

24:                                               ; preds = %20, %16
  store i1 false, ptr %2, align 1
  br label %57

25:                                               ; preds = %20
  br label %26

26:                                               ; preds = %25
  br label %27

27:                                               ; preds = %26
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 5, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  br label %28

28:                                               ; preds = %51, %27
  %29 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %31 = mul nsw i32 %29, %30
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %34 = icmp sle i64 %32, %33
  br i1 %34, label %36, label %35

35:                                               ; preds = %28
  store i32 2, ptr %5, align 4
  br label %54

36:                                               ; preds = %28
  %37 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = srem i64 %37, %39
  %41 = icmp eq i64 %40, 0
  br i1 %41, label %49, label %42

42:                                               ; preds = %36
  %43 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %45 = add nsw i32 %44, 2
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = srem i64 %43, %46
  %48 = icmp eq i64 %47, 0
  br i1 %48, label %49, label %50

49:                                               ; preds = %42, %36
  store i1 false, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %5, align 4
  br label %54

50:                                               ; preds = %42
  br label %51

51:                                               ; preds = %50
  %52 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %53 = add nsw i32 %52, 6
  store i32 %53, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  br label %28, !llvm.loop !11

54:                                               ; preds = %49, %35
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %55 = load i32, ptr %5, align 4
  switch i32 %55, label %59 [
    i32 2, label %56
    i32 1, label %57
  ]

56:                                               ; preds = %54
  store i1 true, ptr %2, align 1
  br label %57

57:                                               ; preds = %56, %54, %24, %15, %8
  %58 = load i1, ptr %2, align 1
  ret i1 %58

59:                                               ; preds = %54
  unreachable
}

; 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 = !{!"long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !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 nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef zeroext i1 @_Z8is_primel(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = icmp slt i64 %0, 2
  br i1 %2, label %.loopexit, label %3

3:                                                ; preds = %1
  %4 = and i64 %0, 9223372036854775806
  %or.cond = icmp eq i64 %4, 2
  br i1 %or.cond, label %.loopexit, label %5

5:                                                ; preds = %3
  %6 = and i64 %0, 1
  %7 = icmp eq i64 %6, 0
  %8 = urem i64 %0, 3
  %9 = icmp eq i64 %8, 0
  %or.cond19 = or i1 %7, %9
  br i1 %or.cond19, label %.loopexit, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %5
  %.not20 = icmp ult i64 %0, 25
  br i1 %.not20, label %.loopexit, label %.lr.ph

10:                                               ; preds = %14
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 6
  %11 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv.next, %indvars.iv.next
  %.not = icmp ugt i64 %11, %0
  br i1 %.not, label %.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !5

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %10
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %10 ], [ 5, %.preheader ]
  %12 = urem i64 %0, %indvars.iv
  %13 = icmp eq i64 %12, 0
  br i1 %13, label %.loopexit, label %14

14:                                               ; preds = %.lr.ph
  %15 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %16 = urem i64 %0, %15
  %17 = icmp eq i64 %16, 0
  br i1 %17, label %.loopexit, label %10

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph, %14, %10, %.preheader, %5, %3, %1
  %.1 = phi i1 [ false, %1 ], [ true, %3 ], [ false, %5 ], [ true, %.preheader ], [ false, %.lr.ph ], [ false, %14 ], [ true, %10 ]
  ret i1 %.1
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: ConstraintEliminationPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass