; LLVM IR from TheAlgorithms/C-Plus-Plus :: math/eulers_totient_function.ll (ZN4math11phiFunctionEm)

; 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 i64 @_ZN4math11phiFunctionEm(i64 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  store i64 %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #2
  %5 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  store i64 %5, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #2
  store i64 2, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %6

6:                                                ; preds = %35, %1
  %7 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %8 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %9 = mul i64 %7, %8
  %10 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %11 = icmp ule i64 %9, %10
  br i1 %11, label %13, label %12

12:                                               ; preds = %6
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #2
  br label %38

13:                                               ; preds = %6
  %14 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %15 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %16 = urem i64 %14, %15
  %17 = icmp ne i64 %16, 0
  br i1 %17, label %18, label %19

18:                                               ; preds = %13
  br label %35

19:                                               ; preds = %13
  br label %20

20:                                               ; preds = %25, %19
  %21 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = urem i64 %21, %22
  %24 = icmp eq i64 %23, 0
  br i1 %24, label %25, label %29

25:                                               ; preds = %20
  %26 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %28 = udiv i64 %27, %26
  store i64 %28, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  br label %20, !llvm.loop !9

29:                                               ; preds = %20
  %30 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %32 = udiv i64 %30, %31
  %33 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %34 = sub i64 %33, %32
  store i64 %34, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  br label %35

35:                                               ; preds = %29, %18
  %36 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %37 = add i64 %36, 1
  store i64 %37, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %6, !llvm.loop !11

38:                                               ; preds = %12
  %39 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %40 = icmp ugt i64 %39, 1
  br i1 %40, label %41, label %47

41:                                               ; preds = %38
  %42 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %44 = udiv i64 %42, %43
  %45 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %46 = sub i64 %45, %44
  store i64 %46, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  br label %47

47:                                               ; preds = %41, %38
  %48 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %3) #2
  ret i64 %48
}

; 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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; 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 i64 @_ZN4math11phiFunctionEm(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %.not25 = icmp ult i64 %0, 4
  br i1 %.not25, label %._crit_edge31, label %.lr.ph30

._crit_edge31:                                    ; preds = %9, %1
  %.020.lcssa = phi i64 [ %0, %1 ], [ %.222, %9 ]
  %.019.lcssa = phi i64 [ %0, %1 ], [ %.1, %9 ]
  %2 = icmp ugt i64 %.020.lcssa, 1
  br i1 %2, label %12, label %15

.lr.ph30:                                         ; preds = %1, %9
  %.028 = phi i64 [ %10, %9 ], [ 2, %1 ]
  %.01927 = phi i64 [ %.1, %9 ], [ %0, %1 ]
  %.02026 = phi i64 [ %.222, %9 ], [ %0, %1 ]
  %3 = urem i64 %.02026, %.028
  %.not23 = icmp eq i64 %3, 0
  br i1 %.not23, label %.lr.ph, label %9

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph30, %.lr.ph
  %.12124 = phi i64 [ %4, %.lr.ph ], [ %.02026, %.lr.ph30 ]
  %4 = udiv i64 %.12124, %.028
  %5 = urem i64 %4, %.028
  %6 = icmp eq i64 %5, 0
  br i1 %6, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !5

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph
  %7 = udiv i64 %.01927, %.028
  %8 = sub i64 %.01927, %7
  br label %9

9:                                                ; preds = %.lr.ph30, %._crit_edge
  %.222 = phi i64 [ %.02026, %.lr.ph30 ], [ %4, %._crit_edge ]
  %.1 = phi i64 [ %.01927, %.lr.ph30 ], [ %8, %._crit_edge ]
  %10 = add i64 %.028, 1
  %11 = mul i64 %10, %10
  %.not = icmp ugt i64 %11, %.222
  br i1 %.not, label %._crit_edge31, label %.lr.ph30, !llvm.loop !7

12:                                               ; preds = %._crit_edge31
  %13 = udiv i64 %.019.lcssa, %.020.lcssa
  %14 = sub i64 %.019.lcssa, %13
  br label %15

15:                                               ; preds = %12, %._crit_edge31
  %.2 = phi i64 [ %14, %12 ], [ %.019.lcssa, %._crit_edge31 ]
  ret i64 %.2
}

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"}
!7 = distinct !{!7, !6}


; Effective O3 passes: GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass