; LLVM IR from gem5/gem5 :: ext/softfloat (f16_to_i64)

; 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.float16_t = type { i16 }
%union.ui16_f16 = type { i16 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i64 @f16_to_i64(i16 %0, i8 noundef zeroext %1, i1 noundef zeroext %2) #0 {
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca %struct.float16_t, align 2
  %6 = alloca i8, align 1
  %7 = alloca i8, align 1
  %8 = alloca %union.ui16_f16, align 2
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i8, align 1
  %11 = alloca i8, align 1
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i8, align 1
  %15 = alloca i32, align 4
  %16 = getelementptr inbounds %struct.float16_t, ptr %5, i32 0, i32 0
  store i16 %0, ptr %16, align 2
  store i8 %1, ptr %6, align 1, !tbaa !5
  %17 = zext i1 %2 to i8
  store i8 %17, ptr %7, align 1, !tbaa !8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 2, ptr %8) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, 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 1, ptr %14) #4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 2 %8, ptr align 2 %5, i64 2, i1 false), !tbaa.struct !10
  %18 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !5
  %19 = zext i16 %18 to i64
  store i64 %19, ptr %9, align 8, !tbaa !13
  %20 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !13
  %21 = trunc i64 %20 to i16
  %22 = zext i16 %21 to i32
  %23 = ashr i32 %22, 15
  %24 = icmp ne i32 %23, 0
  %25 = zext i1 %24 to i8
  store i8 %25, ptr %10, align 1, !tbaa !8
  %26 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !13
  %27 = lshr i64 %26, 10
  %28 = trunc i64 %27 to i8
  %29 = sext i8 %28 to i32
  %30 = and i32 %29, 31
  %31 = trunc i32 %30 to i8
  store i8 %31, ptr %11, align 1, !tbaa !5
  %32 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !13
  %33 = and i64 %32, 1023
  store i64 %33, ptr %12, align 8, !tbaa !13
  %34 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !5
  %35 = sext i8 %34 to i32
  %36 = icmp eq i32 %35, 31
  br i1 %36, label %37, label %48

37:                                               ; preds = %3
  call void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext 16)
  %38 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !13
  %39 = icmp ne i64 %38, 0
  br i1 %39, label %40, label %41

40:                                               ; preds = %37
  br label %46

41:                                               ; preds = %37
  %42 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !8, !range !15, !noundef !16
  %43 = trunc i8 %42 to i1
  %44 = zext i1 %43 to i64
  %45 = select i1 %43, i64 -9223372036854775808, i64 9223372036854775807
  br label %46

46:                                               ; preds = %41, %40
  %47 = phi i64 [ 9223372036854775807, %40 ], [ %45, %41 ]
  store i64 %47, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %15, align 4
  br label %100

48:                                               ; preds = %3
  %49 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !13
  store i64 %49, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %50 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !5
  %51 = icmp ne i8 %50, 0
  br i1 %51, label %52, label %92

52:                                               ; preds = %48
  %53 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %54 = or i64 %53, 1024
  store i64 %54, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %55 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !5
  %56 = sext i8 %55 to i32
  %57 = sub nsw i32 %56, 25
  %58 = trunc i32 %57 to i8
  store i8 %58, ptr %14, align 1, !tbaa !5
  %59 = load i8, ptr %14, align 1, !tbaa !5
  %60 = sext i8 %59 to i32
  %61 = icmp sle i32 0, %60
  br i1 %61, label %62, label %77

62:                                               ; preds = %52
  %63 = load i8, ptr %14, align 1, !tbaa !5
  %64 = sext i8 %63 to i32
  %65 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %66 = zext i32 %64 to i64
  %67 = shl i64 %65, %66
  store i64 %67, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %68 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !8, !range !15, !noundef !16
  %69 = trunc i8 %68 to i1
  br i1 %69, label %70, label %73

70:                                               ; preds = %62
  %71 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %72 = sub nsw i64 0, %71
  br label %75

73:                                               ; preds = %62
  %74 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  br label %75

75:                                               ; preds = %73, %70
  %76 = phi i64 [ %72, %70 ], [ %74, %73 ]
  store i64 %76, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %15, align 4
  br label %100

77:                                               ; preds = %52
  %78 = load i8, ptr %11, align 1, !tbaa !5
  %79 = sext i8 %78 to i32
  %80 = sub nsw i32 %79, 13
  %81 = trunc i32 %80 to i8
  store i8 %81, ptr %14, align 1, !tbaa !5
  %82 = load i8, ptr %14, align 1, !tbaa !5
  %83 = sext i8 %82 to i32
  %84 = icmp slt i32 0, %83
  br i1 %84, label %85, label %91

85:                                               ; preds = %77
  %86 = load i8, ptr %14, align 1, !tbaa !5
  %87 = sext i8 %86 to i32
  %88 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %89 = zext i32 %87 to i64
  %90 = shl i64 %88, %89
  store i64 %90, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  br label %91

91:                                               ; preds = %85, %77
  br label %92

92:                                               ; preds = %91, %48
  %93 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !8, !range !15, !noundef !16
  %94 = trunc i8 %93 to i1
  %95 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %96 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !5
  %97 = load i8, ptr %7, align 1, !tbaa !8, !range !15, !noundef !16
  %98 = trunc i8 %97 to i1
  %99 = call i64 @softfloat_roundToI32(i1 noundef zeroext %94, i64 noundef %95, i8 noundef zeroext %96, i1 noundef zeroext %98)
  store i64 %99, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %15, align 4
  br label %100

100:                                              ; preds = %92, %75, %46
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, 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 1, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 2, ptr %8) #4
  %101 = load i64, ptr %4, align 8
  ret i64 %101
}

; 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 void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext) #3

declare i64 @softfloat_roundToI32(i1 noundef zeroext, i64 noundef, i8 noundef zeroext, i1 noundef zeroext) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #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 = { 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 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"omnipotent char", !7, i64 0}
!7 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!8 = !{!9, !9, i64 0}
!9 = !{!"_Bool", !6, i64 0}
!10 = !{i64 0, i64 2, !11}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"short", !6, i64 0}
!13 = !{!14, !14, i64 0}
!14 = !{!"long", !6, i64 0}
!15 = !{i8 0, i8 2}
!16 = !{}


; 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 i64 @f16_to_i64(i16 %0, i8 noundef zeroext %1, i1 noundef zeroext %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp slt i16 %0, 0
  %5 = lshr i16 %0, 10
  %6 = trunc nuw nsw i16 %5 to i8
  %7 = and i8 %6, 31
  %8 = and i16 %0, 1023
  %9 = zext nneg i16 %8 to i64
  switch i8 %7, label %13 [
    i8 31, label %10
    i8 0, label %28
  ]

10:                                               ; preds = %3
  tail call void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext 16) #2
  %11 = and i16 %0, -31745
  %12 = icmp eq i16 %11, -32768
  %spec.select = select i1 %12, i64 -9223372036854775808, i64 9223372036854775807
  br label %30

13:                                               ; preds = %3
  %14 = or disjoint i64 %9, 1024
  %15 = icmp ugt i8 %7, 24
  br i1 %15, label %16, label %22

16:                                               ; preds = %13
  %17 = add nsw i8 %7, -25
  %18 = zext nneg i8 %17 to i64
  %19 = shl nuw nsw i64 %14, %18
  %20 = sub nsw i64 0, %19
  %21 = select i1 %4, i64 %20, i64 %19
  br label %30

22:                                               ; preds = %13
  %23 = icmp ugt i8 %7, 13
  br i1 %23, label %24, label %28

24:                                               ; preds = %22
  %25 = add nsw i8 %7, -13
  %26 = zext nneg i8 %25 to i64
  %27 = shl nuw nsw i64 %14, %26
  br label %28

28:                                               ; preds = %3, %22, %24
  %.0 = phi i64 [ %27, %24 ], [ %14, %22 ], [ %9, %3 ]
  %29 = tail call i64 @softfloat_roundToI32(i1 noundef zeroext %4, i64 noundef %.0, i8 noundef zeroext %1, i1 noundef zeroext %2) #2
  br label %30

30:                                               ; preds = %28, %16, %10
  %.026 = phi i64 [ %spec.select, %10 ], [ %21, %16 ], [ %29, %28 ]
  ret i64 %.026
}

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

declare i64 @softfloat_roundToI32(i1 noundef zeroext, i64 noundef, i8 noundef zeroext, i1 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: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass