; LLVM IR from gem5/gem5 :: ext/softfloat (f32_sqrt)

; 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"

%struct.float32_t = type { i32 }
%union.ui32_f32 = type { i32 }
%struct.exp16_sig32 = type { i64, i64 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @f32_sqrt(i32 %0) #0 {
  %2 = alloca %struct.float32_t, align 4
  %3 = alloca %struct.float32_t, align 4
  %4 = alloca %union.ui32_f32, align 4
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i8, align 1
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca %struct.exp16_sig32, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca %union.ui32_f32, align 4
  %16 = alloca i32, align 4
  %17 = alloca %struct.exp16_sig32, align 8
  %18 = getelementptr inbounds %struct.float32_t, ptr %3, i32 0, i32 0
  store i32 %0, ptr %18, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %6) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %4, ptr align 4 %3, i64 4, i1 false), !tbaa.struct !5
  %19 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !10
  %20 = zext i32 %19 to i64
  store i64 %20, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %21 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %22 = trunc i64 %21 to i32
  %23 = lshr i32 %22, 31
  %24 = icmp ne i32 %23, 0
  %25 = zext i1 %24 to i8
  store i8 %25, ptr %6, align 1, !tbaa !13
  %26 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %27 = lshr i64 %26, 23
  %28 = and i64 %27, 255
  store i64 %28, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %29 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %30 = and i64 %29, 8388607
  store i64 %30, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %31 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %32 = icmp eq i64 %31, 255
  br i1 %32, label %33, label %44

33:                                               ; preds = %1
  %34 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %35 = icmp ne i64 %34, 0
  br i1 %35, label %36, label %39

36:                                               ; preds = %33
  %37 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %38 = call i64 @softfloat_propagateNaNF32UI(i64 noundef %37, i64 noundef 0)
  store i64 %38, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  br label %131

39:                                               ; preds = %33
  %40 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !13, !range !15, !noundef !16
  %41 = trunc i8 %40 to i1
  br i1 %41, label %43, label %42

42:                                               ; preds = %39
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %2, ptr align 4 %3, i64 4, i1 false), !tbaa.struct !5
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %134

43:                                               ; preds = %39
  br label %130

44:                                               ; preds = %1
  %45 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !13, !range !15, !noundef !16
  %46 = trunc i8 %45 to i1
  br i1 %46, label %47, label %54

47:                                               ; preds = %44
  %48 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %49 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %50 = or i64 %48, %49
  %51 = icmp ne i64 %50, 0
  br i1 %51, label %53, label %52

52:                                               ; preds = %47
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %2, ptr align 4 %3, i64 4, i1 false), !tbaa.struct !5
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %134

53:                                               ; preds = %47
  br label %130

54:                                               ; preds = %44
  %55 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %56 = icmp ne i64 %55, 0
  br i1 %56, label %72, label %57

57:                                               ; preds = %54
  %58 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %59 = icmp ne i64 %58, 0
  br i1 %59, label %61, label %60

60:                                               ; preds = %57
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %2, ptr align 4 %3, i64 4, i1 false), !tbaa.struct !5
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %134

61:                                               ; preds = %57
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %17) #4
  %62 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %63 = call { i64, i64 } @softfloat_normSubnormalF32Sig(i64 noundef %62)
  %64 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %17, i32 0, i32 0
  %65 = extractvalue { i64, i64 } %63, 0
  store i64 %65, ptr %64, align 8
  %66 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %17, i32 0, i32 1
  %67 = extractvalue { i64, i64 } %63, 1
  store i64 %67, ptr %66, align 8
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 8 %10, ptr align 8 %17, i64 16, i1 false), !tbaa.struct !17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %17) #4
  %68 = getelementptr inbounds %struct.exp16_sig32, ptr %10, i32 0, i32 0
  %69 = load i64, ptr %68, align 8, !tbaa !18
  store i64 %69, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %70 = getelementptr inbounds %struct.exp16_sig32, ptr %10, i32 0, i32 1
  %71 = load i64, ptr %70, align 8, !tbaa !20
  store i64 %71, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  br label %72

72:                                               ; preds = %61, %54
  %73 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %74 = sub nsw i64 %73, 127
  %75 = ashr i64 %74, 1
  %76 = add nsw i64 %75, 126
  store i64 %76, ptr %11, align 8, !tbaa !11
  %77 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %78 = and i64 %77, 1
  store i64 %78, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %79 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %80 = or i64 %79, 8388608
  %81 = shl i64 %80, 8
  store i64 %81, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %82 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %83 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %84 = trunc i64 %83 to i32
  %85 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %86 = trunc i64 %85 to i32
  %87 = call i32 @softfloat_approxRecipSqrt32_1(i32 noundef %84, i32 noundef %86)
  %88 = zext i32 %87 to i64
  %89 = mul i64 %82, %88
  %90 = lshr i64 %89, 32
  store i64 %90, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %91 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %92 = icmp ne i64 %91, 0
  br i1 %92, label %93, label %96

93:                                               ; preds = %72
  %94 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %95 = lshr i64 %94, 1
  store i64 %95, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  br label %96

96:                                               ; preds = %93, %72
  %97 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %98 = add i64 %97, 2
  store i64 %98, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %99 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %100 = and i64 %99, 63
  %101 = icmp ult i64 %100, 2
  br i1 %101, label %102, label %125

102:                                              ; preds = %96
  %103 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %104 = lshr i64 %103, 2
  store i64 %104, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %105 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %106 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %107 = mul i64 %105, %106
  %108 = trunc i64 %107 to i32
  store i32 %108, ptr %14, align 4, !tbaa !6
  %109 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %110 = and i64 %109, -4
  store i64 %110, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %111 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !6
  %112 = and i32 %111, -2147483648
  %113 = icmp ne i32 %112, 0
  br i1 %113, label %114, label %117

114:                                              ; preds = %102
  %115 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %116 = or i64 %115, 1
  store i64 %116, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  br label %124

117:                                              ; preds = %102
  %118 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !6
  %119 = icmp ne i32 %118, 0
  br i1 %119, label %120, label %123

120:                                              ; preds = %117
  %121 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %122 = add i64 %121, -1
  store i64 %122, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  br label %123

123:                                              ; preds = %120, %117
  br label %124

124:                                              ; preds = %123, %114
  br label %125

125:                                              ; preds = %124, %96
  %126 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !11
  %127 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %128 = call i32 @softfloat_roundPackToF32(i1 noundef zeroext false, i64 noundef %126, i64 noundef %127)
  %129 = getelementptr inbounds %struct.float32_t, ptr %2, i32 0, i32 0
  store i32 %128, ptr %129, align 4
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %134

130:                                              ; preds = %53, %43
  call void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext 16)
  store i64 2143289344, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  br label %131

131:                                              ; preds = %130, %36
  %132 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %133 = trunc i64 %132 to i32
  store i32 %133, ptr %15, align 4, !tbaa !10
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %2, ptr align 4 %15, i64 4, i1 false), !tbaa.struct !5
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %134

134:                                              ; preds = %131, %125, %60, %52, %42
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %6) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #4
  %135 = getelementptr inbounds %struct.float32_t, ptr %2, i32 0, i32 0
  %136 = load i32, ptr %135, align 4
  ret i32 %136
}

; 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 nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #2

declare i64 @softfloat_propagateNaNF32UI(i64 noundef, i64 noundef) #3

declare { i64, i64 } @softfloat_normSubnormalF32Sig(i64 noundef) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare i32 @softfloat_approxRecipSqrt32_1(i32 noundef, i32 noundef) #3

declare i32 @softfloat_roundPackToF32(i1 noundef zeroext, i64 noundef, i64 noundef) #3

declare void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext) #3

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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { "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 #4 = { 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 = !{i64 0, i64 4, !6}
!6 = !{!7, !7, i64 0}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!8, !8, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long", !8, i64 0}
!13 = !{!14, !14, i64 0}
!14 = !{!"_Bool", !8, i64 0}
!15 = !{i8 0, i8 2}
!16 = !{}
!17 = !{i64 0, i64 8, !11, i64 8, i64 8, !11}
!18 = !{!19, !12, i64 0}
!19 = !{!"exp16_sig32", !12, i64 0, !12, i64 8}
!20 = !{!19, !12, i64 8}


; 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
define dso_local i32 @f32_sqrt(i32 %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = zext i32 %0 to i64
  %.not = icmp sgt i32 %0, -1
  %3 = lshr i64 %2, 23
  %4 = and i64 %3, 255
  %5 = and i64 %2, 8388607
  %6 = icmp eq i64 %4, 255
  br i1 %6, label %7, label %12

7:                                                ; preds = %1
  %.not53 = icmp eq i64 %5, 0
  br i1 %.not53, label %11, label %8

8:                                                ; preds = %7
  %9 = tail call i64 @softfloat_propagateNaNF32UI(i64 noundef %2, i64 noundef 0) #2
  %10 = trunc i64 %9 to i32
  br label %48

11:                                               ; preds = %7
  br i1 %.not, label %48, label %47

12:                                               ; preds = %1
  br i1 %.not, label %15, label %13

13:                                               ; preds = %12
  %14 = or i64 %4, %5
  %.not52 = icmp eq i64 %14, 0
  br i1 %.not52, label %48, label %47

15:                                               ; preds = %12
  %.not47 = icmp eq i64 %4, 0
  br i1 %.not47, label %16, label %21

16:                                               ; preds = %15
  %.not48 = icmp eq i64 %5, 0
  br i1 %.not48, label %48, label %17

17:                                               ; preds = %16
  %18 = tail call { i64, i64 } @softfloat_normSubnormalF32Sig(i64 noundef %5) #2
  %19 = extractvalue { i64, i64 } %18, 0
  %20 = extractvalue { i64, i64 } %18, 1
  br label %21

21:                                               ; preds = %17, %15
  %.042 = phi i64 [ %5, %15 ], [ %20, %17 ]
  %.0 = phi i64 [ %4, %15 ], [ %19, %17 ]
  %22 = add nsw i64 %.0, -127
  %23 = ashr i64 %22, 1
  %24 = add nsw i64 %23, 126
  %25 = and i64 %.0, 1
  %26 = shl i64 %.042, 8
  %27 = or i64 %26, 2147483648
  %28 = trunc nuw nsw i64 %25 to i32
  %29 = trunc i64 %27 to i32
  %30 = tail call i32 @softfloat_approxRecipSqrt32_1(i32 noundef %28, i32 noundef %29) #2
  %31 = zext i32 %30 to i64
  %32 = mul i64 %27, %31
  %spec.select.v = or disjoint i64 %25, 32
  %spec.select = lshr i64 %32, %spec.select.v
  %33 = add nuw nsw i64 %spec.select, 2
  %34 = and i64 %33, 62
  %35 = icmp eq i64 %34, 0
  br i1 %35, label %36, label %45

36:                                               ; preds = %21
  %37 = lshr i64 %33, 2
  %38 = mul nuw nsw i64 %37, %37
  %39 = trunc i64 %38 to i32
  %.not50 = icmp sgt i32 %39, -1
  br i1 %.not50, label %42, label %40

40:                                               ; preds = %36
  %41 = or i64 %33, 1
  br label %45

42:                                               ; preds = %36
  %43 = and i64 %33, 8589934528
  %.not51 = icmp ne i32 %39, 0
  %44 = sext i1 %.not51 to i64
  %spec.select54 = add nsw i64 %43, %44
  br label %45

45:                                               ; preds = %42, %40, %21
  %.1 = phi i64 [ %41, %40 ], [ %33, %21 ], [ %spec.select54, %42 ]
  %46 = tail call i32 @softfloat_roundPackToF32(i1 noundef zeroext false, i64 noundef %24, i64 noundef %.1) #2
  br label %48

47:                                               ; preds = %13, %11
  tail call void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext 16) #2
  br label %48

48:                                               ; preds = %8, %47, %16, %13, %11, %45
  %.sroa.041.0 = phi i32 [ %46, %45 ], [ %0, %11 ], [ %0, %13 ], [ %0, %16 ], [ %10, %8 ], [ 2143289344, %47 ]
  ret i32 %.sroa.041.0
}

declare i64 @softfloat_propagateNaNF32UI(i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #1

declare { i64, i64 } @softfloat_normSubnormalF32Sig(i64 noundef) local_unnamed_addr #1

declare i32 @softfloat_approxRecipSqrt32_1(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

declare i32 @softfloat_roundPackToF32(i1 noundef zeroext, i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #1

declare void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext) local_unnamed_addr #1

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" }
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 }

!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: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass