; LLVM IR from stillwater-sc/universal :: c_api/pure_c/posit (posit8)

; 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.posit8_u = type { [1 x i8] }

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

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i8 @posit8_fromsi(i32 noundef %0) #1 {
  %2 = alloca %union.posit8_u, align 1
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i8, align 1
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i8, align 1
  %7 = alloca i8, align 1
  %8 = alloca i8, align 1
  %9 = alloca i8, align 1
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 1 %2, i8 0, i64 1, i1 false)
  %10 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp eq i32 %10, 0
  br i1 %11, label %12, label %13

12:                                               ; preds = %1
  br label %121

13:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %4) #3
  %14 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp slt i32 %14, 0
  %16 = zext i1 %15 to i64
  %17 = select i1 %15, i32 1, i32 0
  %18 = icmp ne i32 %17, 0
  %19 = zext i1 %18 to i8
  store i8 %19, ptr %4, align 1, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  %20 = load i8, ptr %4, align 1, !tbaa !9, !range !11, !noundef !12
  %21 = trunc i8 %20 to i1
  br i1 %21, label %22, label %25

22:                                               ; preds = %13
  %23 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %24 = sub nsw i32 0, %23
  br label %27

25:                                               ; preds = %13
  %26 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %25, %22
  %28 = phi i32 [ %24, %22 ], [ %26, %25 ]
  store i32 %28, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %6) #3
  %29 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp sgt i32 %29, 48
  br i1 %30, label %31, label %32

31:                                               ; preds = %27
  store i8 127, ptr %6, align 1, !tbaa !13
  br label %108

32:                                               ; preds = %27
  %33 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %34 = icmp slt i32 %33, 2
  br i1 %34, label %35, label %39

35:                                               ; preds = %32
  %36 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %37 = shl i32 %36, 6
  %38 = trunc i32 %37 to i8
  store i8 %38, ptr %6, align 1, !tbaa !13
  br label %107

39:                                               ; preds = %32
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %7) #3
  store i8 64, ptr %7, align 1, !tbaa !13
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %8) #3
  store i8 6, ptr %8, align 1, !tbaa !13
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %9) #3
  %40 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %41 = and i32 %40, 255
  %42 = trunc i32 %41 to i8
  store i8 %42, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  br label %43

43:                                               ; preds = %51, %39
  %44 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  %45 = zext i8 %44 to i32
  %46 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !13
  %47 = zext i8 %46 to i32
  %48 = and i32 %45, %47
  %49 = icmp ne i32 %48, 0
  %50 = xor i1 %49, true
  br i1 %50, label %51, label %58

51:                                               ; preds = %43
  %52 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !13
  %53 = add i8 %52, -1
  store i8 %53, ptr %8, align 1, !tbaa !13
  %54 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  %55 = zext i8 %54 to i32
  %56 = shl i32 %55, 1
  %57 = trunc i32 %56 to i8
  store i8 %57, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  br label %43, !llvm.loop !14

58:                                               ; preds = %43
  %59 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  %60 = zext i8 %59 to i32
  %61 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !13
  %62 = zext i8 %61 to i32
  %63 = xor i32 %60, %62
  %64 = trunc i32 %63 to i8
  store i8 %64, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  %65 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !13
  %66 = sext i8 %65 to i32
  %67 = ashr i32 63, %66
  %68 = xor i32 127, %67
  %69 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  %70 = zext i8 %69 to i32
  %71 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !13
  %72 = sext i8 %71 to i32
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  %74 = ashr i32 %70, %73
  %75 = or i32 %68, %74
  %76 = trunc i32 %75 to i8
  store i8 %76, ptr %6, align 1, !tbaa !13
  %77 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !13
  %78 = sext i8 %77 to i32
  %79 = shl i32 1, %78
  %80 = trunc i32 %79 to i8
  store i8 %80, ptr %7, align 1, !tbaa !13
  %81 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !13
  %82 = zext i8 %81 to i32
  %83 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  %84 = zext i8 %83 to i32
  %85 = and i32 %82, %84
  %86 = icmp ne i32 %85, 0
  br i1 %86, label %87, label %106

87:                                               ; preds = %58
  %88 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !13
  %89 = zext i8 %88 to i32
  %90 = sub nsw i32 %89, 1
  %91 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  %92 = zext i8 %91 to i32
  %93 = and i32 %90, %92
  %94 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !13
  %95 = zext i8 %94 to i32
  %96 = shl i32 %95, 1
  %97 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !13
  %98 = zext i8 %97 to i32
  %99 = and i32 %96, %98
  %100 = or i32 %93, %99
  %101 = icmp ne i32 %100, 0
  br i1 %101, label %102, label %105

102:                                              ; preds = %87
  %103 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !13
  %104 = add i8 %103, 1
  store i8 %104, ptr %6, align 1, !tbaa !13
  br label %105

105:                                              ; preds = %102, %87
  br label %106

106:                                              ; preds = %105, %58
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %7) #3
  br label %107

107:                                              ; preds = %106, %35
  br label %108

108:                                              ; preds = %107, %31
  %109 = load i8, ptr %4, align 1, !tbaa !9, !range !11, !noundef !12
  %110 = trunc i8 %109 to i1
  br i1 %110, label %111, label %115

111:                                              ; preds = %108
  %112 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !13
  %113 = zext i8 %112 to i32
  %114 = sub nsw i32 0, %113
  br label %118

115:                                              ; preds = %108
  %116 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !13
  %117 = zext i8 %116 to i32
  br label %118

118:                                              ; preds = %115, %111
  %119 = phi i32 [ %114, %111 ], [ %117, %115 ]
  %120 = trunc i32 %119 to i8
  store i8 %120, ptr %2, align 1, !tbaa !13
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %4) #3
  br label %121

121:                                              ; preds = %118, %12
  %122 = getelementptr inbounds %union.posit8_u, ptr %2, i32 0, i32 0
  %123 = load i8, ptr %122, align 1
  ret i8 %123
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #2

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #2 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
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 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!11 = !{i8 0, i8 2}
!12 = !{}
!13 = !{!7, !7, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"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 i8 @posit8_fromsi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = icmp eq i32 %0, 0
  br i1 %2, label %29, label %3

3:                                                ; preds = %1
  %4 = icmp slt i32 %0, 0
  %5 = tail call i32 @llvm.abs.i32(i32 %0, i1 true)
  %6 = icmp ugt i32 %5, 48
  br i1 %6, label %25, label %7

7:                                                ; preds = %3
  %8 = icmp ult i32 %5, 2
  br i1 %8, label %25, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %7
  %.masked.numleadingzeros = tail call range(i32 26, 33) i32 @llvm.ctlz.i32(i32 %5, i1 true)
  %9 = xor i32 %.masked.numleadingzeros, 31
  %.masked.leadingonepos = xor i32 %.masked.numleadingzeros, 31
  %.lr.ph.tripcount = sub nuw nsw i32 6, %.masked.leadingonepos
  %10 = shl nuw nsw i32 %5, %.lr.ph.tripcount
  %11 = and i32 %10, 191
  %12 = lshr i32 63, %9
  %13 = xor i32 %12, 127
  %14 = sub nuw nsw i32 32, %.masked.numleadingzeros
  %15 = lshr i32 %11, %14
  %16 = or i32 %13, %15
  %17 = shl nuw nsw i32 1, %9
  %18 = and i32 %17, %11
  %.not33 = icmp eq i32 %18, 0
  br i1 %.not33, label %25, label %19

19:                                               ; preds = %._crit_edge
  %20 = add nuw nsw i32 %17, 255
  %21 = shl nuw nsw i32 2, %9
  %22 = or i32 %20, %21
  %23 = and i32 %22, %11
  %.not34 = icmp ne i32 %23, 0
  %24 = zext i1 %.not34 to i32
  %spec.select = add nuw nsw i32 %16, %24
  br label %25

25:                                               ; preds = %7, %19, %._crit_edge, %3
  %.1 = phi i32 [ 127, %3 ], [ %16, %._crit_edge ], [ %spec.select, %19 ], [ 64, %7 ]
  %26 = sub nsw i32 0, %.1
  %27 = select i1 %4, i32 %26, i32 %.1
  %28 = trunc i32 %27 to i8
  br label %29

29:                                               ; preds = %1, %25
  %.sroa.0.0 = phi i8 [ 0, %1 ], [ %28, %25 ]
  ret i8 %.sroa.0.0
}

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

; Function Attrs: 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(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" }
attributes #1 = { 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)"}


; Effective O3 passes: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass