; LLVM IR from kparc/ksimple :: a (sub)

; 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
declare dso_local i64 @a(i64 noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i64 @_r(i64 noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i64 @sub(i64 noundef %0) #1 {
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  store i64 %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %12 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %13 = icmp ugt i64 256, %12
  br i1 %13, label %14, label %19

14:                                               ; preds = %1
  %15 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %16 = sub i64 0, %15
  %17 = trunc i64 %16 to i8
  %18 = zext i8 %17 to i64
  br label %73

19:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %20 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %21 = inttoptr i64 %20 to ptr
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %21, i64 -1
  %23 = load i8, ptr %22, align 1, !tbaa !9
  %24 = zext i8 %23 to i64
  %25 = call i64 @a(i64 noundef %24)
  store i64 %25, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %26 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %27 = inttoptr i64 %26 to ptr
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %27, i64 -1
  %29 = load i8, ptr %28, align 1, !tbaa !9
  %30 = zext i8 %29 to i32
  store i32 %30, ptr %6, align 4, !tbaa !10
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  br label %31

31:                                               ; preds = %63, %19
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  %33 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !10
  %34 = icmp slt i32 %32, %33
  br i1 %34, label %35, label %66

35:                                               ; preds = %31
  %36 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %37 = inttoptr i64 %36 to ptr
  %38 = getelementptr inbounds i8, ptr %37, i64 -1
  %39 = load i8, ptr %38, align 1, !tbaa !9
  %40 = zext i8 %39 to i32
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  %42 = icmp sgt i32 %40, %41
  br i1 %42, label %43, label %51

43:                                               ; preds = %35
  %44 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %45 = inttoptr i64 %44 to ptr
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i8, ptr %45, i64 %47
  %49 = load i8, ptr %48, align 1, !tbaa !9
  %50 = zext i8 %49 to i32
  br label %52

51:                                               ; preds = %35
  br label %52

52:                                               ; preds = %51, %43
  %53 = phi i32 [ %50, %43 ], [ 0, %51 ]
  %54 = sub nsw i32 0, %53
  %55 = trunc i32 %54 to i8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %56 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %56, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %58 = inttoptr i64 %57 to ptr
  store ptr %58, ptr %9, align 8, !tbaa !12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %59 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !12
  %60 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i8, ptr %59, i64 %61
  store i8 %55, ptr %62, align 1, !tbaa !9
  br label %63

63:                                               ; preds = %52
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  br label %31, !llvm.loop !14

66:                                               ; preds = %31
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %67 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %67, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %68 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  store i64 %68, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %70 = call i64 @_r(i64 noundef %69)
  %71 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i64 %71, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #2
  %72 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %73

73:                                               ; preds = %66, %14
  %74 = phi i64 [ %18, %14 ], [ %72, %66 ]
  store i64 %74, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %75 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  ret i64 %75
}

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 = !{!"long", !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 = !{!"int", !7, i64 0}
!12 = !{!13, !13, i64 0}
!13 = !{!"any pointer", !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: nounwind uwtable
declare dso_local i64 @a(i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i64 @_r(i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i64 @sub(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = icmp ult i64 %0, 256
  br i1 %2, label %3, label %6

3:                                                ; preds = %1
  %4 = sub nsw i64 0, %0
  %5 = and i64 %4, 255
  br label %46

6:                                                ; preds = %1
  %7 = inttoptr i64 %0 to ptr
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %7, i64 -1
  %9 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !5
  %10 = zext i8 %9 to i64
  %11 = tail call i64 @a(i64 noundef %10)
  %12 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i8 %12, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %6
  %13 = inttoptr i64 %11 to ptr
  %wide.trip.count = zext i8 %12 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %14 = icmp eq i8 %12, 1
  br i1 %14, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 254
  br label %15

15:                                               ; preds = %32, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %32 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %32 ]
  %16 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !5
  %17 = zext i8 %16 to i64
  %18 = icmp ult i64 %indvars.iv, %17
  br i1 %18, label %19, label %22

19:                                               ; preds = %15
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %7, i64 %indvars.iv
  %21 = load i8, ptr %20, align 1, !tbaa !5
  br label %22

22:                                               ; preds = %15, %19
  %23 = phi i8 [ %21, %19 ], [ 0, %15 ]
  %24 = sub i8 0, %23
  %25 = getelementptr inbounds i8, ptr %13, i64 %indvars.iv
  store i8 %24, ptr %25, align 1, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %26 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !5
  %27 = zext i8 %26 to i64
  %28 = icmp ult i64 %indvars.iv.next, %27
  br i1 %28, label %29, label %32

29:                                               ; preds = %22
  %30 = getelementptr inbounds i8, ptr %7, i64 %indvars.iv.next
  %31 = load i8, ptr %30, align 1, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %29, %22
  %33 = phi i8 [ %31, %29 ], [ 0, %22 ]
  %34 = sub i8 0, %33
  %35 = getelementptr inbounds i8, ptr %13, i64 %indvars.iv.next
  store i8 %34, ptr %35, align 1, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %15, !llvm.loop !8

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %32, %.lr.ph
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %32 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %36 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !5
  %37 = zext i8 %36 to i64
  %38 = icmp ult i64 %indvars.iv.unr, %37
  br i1 %38, label %39, label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

39:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %40 = getelementptr inbounds i8, ptr %7, i64 %indvars.iv.unr
  %41 = load i8, ptr %40, align 1, !tbaa !5
  br label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa:                ; preds = %39, %.epil.preheader
  %42 = phi i8 [ %41, %39 ], [ 0, %.epil.preheader ]
  %43 = sub i8 0, %42
  %44 = getelementptr inbounds i8, ptr %13, i64 %indvars.iv.unr
  store i8 %43, ptr %44, align 1, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %6
  %45 = tail call i64 @_r(i64 noundef %0)
  br label %46

46:                                               ; preds = %._crit_edge, %3
  %47 = phi i64 [ %5, %3 ], [ %11, %._crit_edge ]
  ret i64 %47
}

attributes #0 = { 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 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"omnipotent char", !7, i64 0}
!7 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!8 = distinct !{!8, !9}
!9 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass