; LLVM IR from alekmaul/pvsneslib :: snes-examples/games/breakout (breakout)

; 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: 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 void @writenum(i16 noundef zeroext %0, i8 noundef zeroext %1, ptr noundef %2, i16 noundef zeroext %3, i16 noundef zeroext %4) #1 {
  %6 = alloca i16, align 2
  %7 = alloca i8, align 1
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i16, align 2
  %10 = alloca i16, align 2
  %11 = alloca i8, align 1
  store i16 %0, ptr %6, align 2, !tbaa !5
  store i8 %1, ptr %7, align 1, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %8, align 8, !tbaa !10
  store i16 %3, ptr %9, align 2, !tbaa !5
  store i16 %4, ptr %10, align 2, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %11) #2
  %12 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !9
  %13 = zext i8 %12 to i32
  %14 = sub nsw i32 %13, 1
  %15 = load i16, ptr %9, align 2, !tbaa !5
  %16 = zext i16 %15 to i32
  %17 = add nsw i32 %16, %14
  %18 = trunc i32 %17 to i16
  store i16 %18, ptr %9, align 2, !tbaa !5
  %19 = load i16, ptr %6, align 2, !tbaa !5
  %20 = icmp ne i16 %19, 0
  br i1 %20, label %27, label %21

21:                                               ; preds = %5
  %22 = load i16, ptr %10, align 2, !tbaa !5
  %23 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !10
  %24 = load i16, ptr %9, align 2, !tbaa !5
  %25 = zext i16 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i16, ptr %23, i64 %25
  store i16 %22, ptr %26, align 2, !tbaa !5
  br label %71

27:                                               ; preds = %5
  br label %28

28:                                               ; preds = %61, %27
  %29 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !9
  %30 = zext i8 %29 to i32
  %31 = icmp ne i32 %30, 0
  br i1 %31, label %32, label %36

32:                                               ; preds = %28
  %33 = load i16, ptr %6, align 2, !tbaa !5
  %34 = zext i16 %33 to i32
  %35 = icmp ne i32 %34, 0
  br label %36

36:                                               ; preds = %32, %28
  %37 = phi i1 [ false, %28 ], [ %35, %32 ]
  br i1 %37, label %38, label %70

38:                                               ; preds = %36
  %39 = load i16, ptr %6, align 2, !tbaa !5
  %40 = zext i16 %39 to i32
  %41 = srem i32 %40, 10
  %42 = trunc i32 %41 to i8
  store i8 %42, ptr %11, align 1, !tbaa !9
  %43 = load i16, ptr %6, align 2, !tbaa !5
  %44 = zext i16 %43 to i32
  %45 = icmp ne i32 %44, 0
  br i1 %45, label %50, label %46

46:                                               ; preds = %38
  %47 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !9
  %48 = zext i8 %47 to i32
  %49 = icmp ne i32 %48, 0
  br i1 %49, label %50, label %61

50:                                               ; preds = %46, %38
  %51 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !9
  %52 = zext i8 %51 to i32
  %53 = load i16, ptr %10, align 2, !tbaa !5
  %54 = zext i16 %53 to i32
  %55 = add nsw i32 %52, %54
  %56 = trunc i32 %55 to i16
  %57 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !10
  %58 = load i16, ptr %9, align 2, !tbaa !5
  %59 = zext i16 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i16, ptr %57, i64 %59
  store i16 %56, ptr %60, align 2, !tbaa !5
  br label %61

61:                                               ; preds = %50, %46
  %62 = load i16, ptr %6, align 2, !tbaa !5
  %63 = zext i16 %62 to i32
  %64 = sdiv i32 %63, 10
  %65 = trunc i32 %64 to i16
  store i16 %65, ptr %6, align 2, !tbaa !5
  %66 = load i16, ptr %9, align 2, !tbaa !5
  %67 = add i16 %66, -1
  store i16 %67, ptr %9, align 2, !tbaa !5
  %68 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !9
  %69 = add i8 %68, -1
  store i8 %69, ptr %7, align 1, !tbaa !9
  br label %28, !llvm.loop !12

70:                                               ; preds = %36
  br label %71

71:                                               ; preds = %70, %21
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %11) #2
  ret void
}

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 = { 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 = !{!"short", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!7, !7, i64 0}
!10 = !{!11, !11, i64 0}
!11 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"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: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: write) uwtable
define dso_local void @writenum(i16 noundef zeroext %0, i8 noundef zeroext %1, ptr nocapture noundef writeonly %2, i16 noundef zeroext %3, i16 noundef zeroext %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = zext i8 %1 to i16
  %7 = add nsw i16 %6, -1
  %8 = add i16 %7, %3
  %.not = icmp eq i16 %0, 0
  br i1 %.not, label %9, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %5
  %.not26 = icmp eq i8 %1, 0
  br i1 %.not26, label %.loopexit, label %.lr.ph

9:                                                ; preds = %5
  %10 = zext i16 %8 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i16, ptr %2, i64 %10
  store i16 %4, ptr %11, align 2, !tbaa !5
  br label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %.lr.ph
  %.025 = phi i16 [ %16, %.lr.ph ], [ %0, %.preheader ]
  %.01924 = phi i8 [ %18, %.lr.ph ], [ %1, %.preheader ]
  %.02023 = phi i16 [ %17, %.lr.ph ], [ %8, %.preheader ]
  %12 = urem i16 %.025, 10
  %13 = add i16 %12, %4
  %14 = zext i16 %.02023 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i16, ptr %2, i64 %14
  store i16 %13, ptr %15, align 2, !tbaa !5
  %16 = udiv i16 %.025, 10
  %17 = add i16 %.02023, -1
  %18 = add i8 %.01924, -1
  %19 = icmp ne i8 %18, 0
  %20 = icmp ugt i16 %.025, 9
  %21 = select i1 %19, i1 %20, i1 false
  br i1 %21, label %.lr.ph, label %.loopexit, !llvm.loop !9

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph, %.preheader, %9
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: write) 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 = !{!"short", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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