; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C/math (Euler's_Totient_function)

; 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"

@.str.4 = external hidden unnamed_addr constant [42 x i8], align 1

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

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @Euler_Totient(i32 noundef %0, ptr noundef %1) #2 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %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
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  %12 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %12, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  %13 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %13, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  store i32 2, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %14

14:                                               ; preds = %41, %2
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sle i32 %15, %16
  br i1 %17, label %19, label %18

18:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  br label %44

19:                                               ; preds = %14
  %20 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %22 = srem i32 %20, %21
  %23 = icmp eq i32 %22, 0
  br i1 %23, label %24, label %40

24:                                               ; preds = %19
  %25 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %28 = sdiv i32 %26, %27
  %29 = sub nsw i32 %25, %28
  store i32 %29, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %30

30:                                               ; preds = %35, %24
  %31 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %33 = srem i32 %31, %32
  %34 = icmp eq i32 %33, 0
  br i1 %34, label %35, label %39

35:                                               ; preds = %30
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %38 = sdiv i32 %37, %36
  store i32 %38, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %30, !llvm.loop !11

39:                                               ; preds = %30
  br label %40

40:                                               ; preds = %39, %19
  br label %41

41:                                               ; preds = %40
  %42 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %42, 1
  store i32 %43, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %14, !llvm.loop !13

44:                                               ; preds = %18
  %45 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %46 = icmp sgt i32 %45, 1
  br i1 %46, label %47, label %53

47:                                               ; preds = %44
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %51 = sdiv i32 %49, %50
  %52 = sub nsw i32 %48, %51
  store i32 %52, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %53

53:                                               ; preds = %47, %44
  %54 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %54, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %57 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.4, i32 noundef %55, i32 noundef %56)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %58

58:                                               ; preds = %69, %53
  %59 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %61 = icmp sle i32 %59, %60
  br i1 %61, label %63, label %62

62:                                               ; preds = %58
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %72

63:                                               ; preds = %58
  %64 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %65 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %66 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds i32, ptr %65, i64 %67
  store i32 %64, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  br label %69

69:                                               ; preds = %63
  %70 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %58, !llvm.loop !14

72:                                               ; preds = %62
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 2, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %73

73:                                               ; preds = %117, %72
  %74 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %76 = icmp sle i32 %74, %75
  br i1 %76, label %78, label %77

77:                                               ; preds = %73
  store i32 10, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %120

78:                                               ; preds = %73
  %79 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %80 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %79, i64 %81
  %83 = load i32, ptr %82, align 4, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %85 = icmp eq i32 %83, %84
  br i1 %85, label %86, label %116

86:                                               ; preds = %78
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %87 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  store i32 %87, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %88

88:                                               ; preds = %111, %86
  %89 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %91 = icmp sle i32 %89, %90
  br i1 %91, label %93, label %92

92:                                               ; preds = %88
  store i32 13, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  br label %115

93:                                               ; preds = %88
  %94 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %95 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %96
  %98 = load i32, ptr %97, align 4, !tbaa !5
  %99 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %100 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = getelementptr inbounds i32, ptr %99, i64 %101
  %103 = load i32, ptr %102, align 4, !tbaa !5
  %104 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %105 = sdiv i32 %103, %104
  %106 = sub nsw i32 %98, %105
  %107 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %108 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds i32, ptr %107, i64 %109
  store i32 %106, ptr %110, align 4, !tbaa !5
  br label %111

111:                                              ; preds = %93
  %112 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %113 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %114 = add nsw i32 %113, %112
  store i32 %114, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %88, !llvm.loop !15

115:                                              ; preds = %92
  br label %116

116:                                              ; preds = %115, %78
  br label %117

117:                                              ; preds = %116
  %118 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %119 = add nsw i32 %118, 1
  store i32 %119, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %73, !llvm.loop !16

120:                                              ; preds = %77
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  ret void
}

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

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { "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 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 #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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !12}
!16 = distinct !{!16, !12}


; 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"

@.str.4 = external hidden unnamed_addr constant [42 x i8], align 1

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nofree nounwind uwtable
define dso_local void @Euler_Totient(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef %1) local_unnamed_addr #1 {
  %.not58 = icmp slt i32 %0, 2
  br i1 %.not58, label %._crit_edge.thread, label %.lr.ph63

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit56
  %3 = icmp sgt i32 %.250, 1
  br i1 %3, label %12, label %._crit_edge.thread

.lr.ph63:                                         ; preds = %2, %.loopexit56
  %.04661 = phi i32 [ %11, %.loopexit56 ], [ 2, %2 ]
  %.04760 = phi i32 [ %.1, %.loopexit56 ], [ %0, %2 ]
  %.04859 = phi i32 [ %.250, %.loopexit56 ], [ %0, %2 ]
  %4 = srem i32 %.04859, %.04661
  %5 = icmp eq i32 %4, 0
  br i1 %5, label %.lr.ph.preheader, label %.loopexit56

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.lr.ph63
  %6 = sdiv i32 %.04760, %.04661
  %7 = sub nsw i32 %.04760, %6
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %.14957 = phi i32 [ %8, %.lr.ph ], [ %.04859, %.lr.ph.preheader ]
  %8 = sdiv i32 %.14957, %.04661
  %9 = srem i32 %8, %.04661
  %10 = icmp eq i32 %9, 0
  br i1 %10, label %.lr.ph, label %.loopexit56, !llvm.loop !5

.loopexit56:                                      ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph63
  %.250 = phi i32 [ %.04859, %.lr.ph63 ], [ %8, %.lr.ph ]
  %.1 = phi i32 [ %.04760, %.lr.ph63 ], [ %7, %.lr.ph ]
  %11 = add nuw nsw i32 %.04661, 1
  %.not.not = icmp slt i32 %.04661, %.250
  br i1 %.not.not, label %.lr.ph63, label %._crit_edge, !llvm.loop !7

12:                                               ; preds = %._crit_edge
  %13 = sdiv i32 %.1, %.250
  %14 = sub nsw i32 %.1, %13
  br label %._crit_edge.thread

._crit_edge.thread:                               ; preds = %2, %12, %._crit_edge
  %.2 = phi i32 [ %14, %12 ], [ %.1, %._crit_edge ], [ %0, %2 ]
  %15 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.4, i32 noundef %0, i32 noundef %.2)
  %.not5266 = icmp slt i32 %0, 0
  br i1 %.not5266, label %._crit_edge77, label %.lr.ph69.preheader

.lr.ph69.preheader:                               ; preds = %._crit_edge.thread
  %16 = add nuw i32 %0, 1
  %wide.trip.count = zext i32 %16 to i64
  %min.iters.check = icmp ult i32 %0, 7
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph69.preheader90, label %vector.ph

.lr.ph69.preheader90:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph69.preheader
  %indvars.iv.ph = phi i64 [ 0, %.lr.ph69.preheader ], [ %n.vec, %middle.block ]
  br label %.lr.ph69

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph69.preheader
  %n.vec = and i64 %wide.trip.count, 4294967288
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vec.ind = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %vector.ph ], [ %vec.ind.next, %vector.body ]
  %step.add = add <4 x i32> %vec.ind, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %index
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %17, i64 16
  store <4 x i32> %vec.ind, ptr %17, align 4, !tbaa !8
  store <4 x i32> %step.add, ptr %18, align 4, !tbaa !8
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %vec.ind.next = add <4 x i32> %vec.ind, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
  %19 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %19, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !12

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %n.vec, %wide.trip.count
  br i1 %cmp.n, label %.preheader55, label %.lr.ph69.preheader90

.preheader55:                                     ; preds = %.lr.ph69, %middle.block
  br i1 %.not58, label %._crit_edge77, label %.lr.ph76.preheader

.lr.ph76.preheader:                               ; preds = %.preheader55
  %20 = add nuw i32 %0, 1
  %wide.trip.count85 = zext i32 %20 to i64
  br label %.lr.ph76

.lr.ph69:                                         ; preds = %.lr.ph69.preheader90, %.lr.ph69
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph69 ], [ %indvars.iv.ph, %.lr.ph69.preheader90 ]
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %22 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  store i32 %22, ptr %21, align 4, !tbaa !8
  %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 %.preheader55, label %.lr.ph69, !llvm.loop !15

._crit_edge77:                                    ; preds = %.loopexit, %._crit_edge.thread, %.preheader55
  ret void

.lr.ph76:                                         ; preds = %.lr.ph76.preheader, %.loopexit
  %indvars.iv79 = phi i64 [ 2, %.lr.ph76.preheader ], [ %indvars.iv.next80, %.loopexit ]
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv79
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !8
  %25 = zext i32 %24 to i64
  %.not = icmp eq i64 %indvars.iv79, %25
  br i1 %.not, label %.lr.ph72.preheader, label %.loopexit

.lr.ph72.preheader:                               ; preds = %.lr.ph76
  %26 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv79 to i32
  br label %.lr.ph72

.lr.ph72:                                         ; preds = %.lr.ph72.preheader, %.lr.ph72
  %indvars.iv81 = phi i64 [ %indvars.iv79, %.lr.ph72.preheader ], [ %indvars.iv.next82, %.lr.ph72 ]
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv81
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !8
  %29 = sdiv i32 %28, %26
  %30 = sub nsw i32 %28, %29
  store i32 %30, ptr %27, align 4, !tbaa !8
  %indvars.iv.next82 = add nuw nsw i64 %indvars.iv81, %indvars.iv79
  %31 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next82 to i32
  %.not54 = icmp sgt i32 %31, %0
  br i1 %.not54, label %.loopexit, label %.lr.ph72, !llvm.loop !16

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph72, %.lr.ph76
  %indvars.iv.next80 = add nuw nsw i64 %indvars.iv79, 1
  %exitcond86.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next80, %wide.trip.count85
  br i1 %exitcond86.not, label %._crit_edge77, label %.lr.ph76, !llvm.loop !17
}

attributes #0 = { nofree nounwind "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 = { nofree 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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}
!8 = !{!9, !9, i64 0}
!9 = !{!"int", !10, i64 0}
!10 = !{!"omnipotent char", !11, i64 0}
!11 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!12 = distinct !{!12, !6, !13, !14}
!13 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!14 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!15 = distinct !{!15, !6, !14, !13}
!16 = distinct !{!16, !6}
!17 = distinct !{!17, !6}


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