; LLVM IR from xtaci/algorithms :: src (prime_decompose)

; 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"

@bit_pos = external dso_local global [30 x i8], align 16
@rem_num = external dso_local global [8 x i8], align 1
@pbits = external dso_local global ptr, align 8

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @sieve(i32 noundef %0) #1 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca [8 x i8], align 1
  %4 = alloca [8 x i64], align 16
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 64, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %7

7:                                                ; preds = %35, %1
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp slt i32 %8, 8
  br i1 %9, label %10, label %38

10:                                               ; preds = %7
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [8 x i8], ptr @rem_num, i64 0, i64 %12
  %14 = load i8, ptr %13, align 1, !tbaa !9
  %15 = zext i8 %14 to i32
  %16 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %17 = mul i32 %15, %16
  store i32 %17, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %19 = srem i32 %18, 30
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %20
  %22 = load i8, ptr %21, align 1, !tbaa !9
  %23 = zext i8 %22 to i32
  %24 = xor i32 %23, -1
  %25 = trunc i32 %24 to i8
  %26 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [8 x i8], ptr %3, i64 0, i64 %27
  store i8 %25, ptr %28, align 1, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %30 = sdiv i32 %29, 30
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %4, i64 0, i64 %33
  store i64 %31, ptr %34, align 8, !tbaa !10
  br label %35

35:                                               ; preds = %10
  %36 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %7, !llvm.loop !12

38:                                               ; preds = %7
  %39 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %4, i64 0, i64 1
  %40 = load i64, ptr %39, align 8, !tbaa !10
  %41 = trunc i64 %40 to i32
  store i32 %41, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 7, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %42

42:                                               ; preds = %56, %38
  %43 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp ne i32 %43, 0
  br i1 %44, label %45, label %59

45:                                               ; preds = %42
  %46 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %47 = sub nsw i32 %46, 1
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %4, i64 0, i64 %48
  %50 = load i64, ptr %49, align 8, !tbaa !10
  %51 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %4, i64 0, i64 %52
  %54 = load i64, ptr %53, align 8, !tbaa !10
  %55 = sub nsw i64 %54, %50
  store i64 %55, ptr %53, align 8, !tbaa !10
  br label %56

56:                                               ; preds = %45
  %57 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %58 = add nsw i32 %57, -1
  store i32 %58, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %42, !llvm.loop !14

59:                                               ; preds = %42
  %60 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %61 = zext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %4, i64 0, i64 0
  store i64 %61, ptr %62, align 16, !tbaa !10
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %63

63:                                               ; preds = %74, %59
  %64 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %65 = icmp slt i32 %64, 8
  br i1 %65, label %66, label %77

66:                                               ; preds = %63
  %67 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %4, i64 0, i64 %68
  %70 = load i64, ptr %69, align 8, !tbaa !10
  %71 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %4, i64 0, i64 0
  %72 = load i64, ptr %71, align 16, !tbaa !10
  %73 = sub nsw i64 %72, %70
  store i64 %73, ptr %71, align 16, !tbaa !10
  br label %74

74:                                               ; preds = %66
  %75 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %63, !llvm.loop !15

77:                                               ; preds = %63
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %78

78:                                               ; preds = %95, %77
  %79 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %80 = icmp ult i32 %79, 143165577
  br i1 %80, label %81, label %106

81:                                               ; preds = %78
  %82 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds [8 x i8], ptr %3, i64 0, i64 %83
  %85 = load i8, ptr %84, align 1, !tbaa !9
  %86 = zext i8 %85 to i32
  %87 = load ptr, ptr @pbits, align 8, !tbaa !16
  %88 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds i8, ptr %87, i64 %89
  %91 = load i8, ptr %90, align 1, !tbaa !9
  %92 = zext i8 %91 to i32
  %93 = and i32 %92, %86
  %94 = trunc i32 %93 to i8
  store i8 %94, ptr %90, align 1, !tbaa !9
  br label %95

95:                                               ; preds = %81
  %96 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %97 = add nsw i32 %96, 1
  %98 = and i32 %97, 7
  store i32 %98, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %4, i64 0, i64 %99
  %101 = load i64, ptr %100, align 8, !tbaa !10
  %102 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = add nsw i64 %103, %101
  %105 = trunc i64 %104 to i32
  store i32 %105, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %78, !llvm.loop !18

106:                                              ; preds = %78
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 64, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %3) #2
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

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 = !{!"int", !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 = !{!"long", !7, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!14 = distinct !{!14, !13}
!15 = distinct !{!15, !13}
!16 = !{!17, !17, i64 0}
!17 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!18 = distinct !{!18, !13}


; 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"

@bit_pos = external dso_local local_unnamed_addr global [30 x i8], align 16
@rem_num = external dso_local local_unnamed_addr global [8 x i8], align 1
@pbits = external dso_local local_unnamed_addr global ptr, align 8

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @sieve(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #1 {
.preheader:
  %1 = alloca [8 x i8], align 1
  %2 = alloca [8 x i64], align 16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %1) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 64, ptr nonnull %2) #2
  %3 = load i8, ptr @rem_num, align 1, !tbaa !5
  %4 = zext i8 %3 to i32
  %5 = mul i32 %4, %0
  %6 = srem i32 %5, 30
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %7
  %9 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !5
  %10 = xor i8 %9, -1
  store i8 %10, ptr %1, align 1, !tbaa !5
  %11 = sdiv i32 %5, 30
  %12 = sext i32 %11 to i64
  store i64 %12, ptr %2, align 16, !tbaa !8
  %13 = load i8, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @rem_num, i64 1), align 1, !tbaa !5
  %14 = zext i8 %13 to i32
  %15 = mul i32 %14, %0
  %16 = srem i32 %15, 30
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %17
  %19 = load i8, ptr %18, align 1, !tbaa !5
  %20 = xor i8 %19, -1
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 1
  store i8 %20, ptr %21, align 1, !tbaa !5
  %22 = sdiv i32 %15, 30
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  %25 = load i8, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @rem_num, i64 2), align 1, !tbaa !5
  %26 = zext i8 %25 to i32
  %27 = mul i32 %26, %0
  %28 = srem i32 %27, 30
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %29
  %31 = load i8, ptr %30, align 1, !tbaa !5
  %32 = xor i8 %31, -1
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 2
  store i8 %32, ptr %33, align 1, !tbaa !5
  %34 = sdiv i32 %27, 30
  %35 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 16
  %36 = load i8, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @rem_num, i64 3), align 1, !tbaa !5
  %37 = zext i8 %36 to i32
  %38 = mul i32 %37, %0
  %39 = srem i32 %38, 30
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %40
  %42 = load i8, ptr %41, align 1, !tbaa !5
  %43 = xor i8 %42, -1
  %44 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 3
  store i8 %43, ptr %44, align 1, !tbaa !5
  %45 = sdiv i32 %38, 30
  %46 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 24
  %47 = load i8, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @rem_num, i64 4), align 1, !tbaa !5
  %48 = zext i8 %47 to i32
  %49 = mul i32 %48, %0
  %50 = srem i32 %49, 30
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %51
  %53 = load i8, ptr %52, align 1, !tbaa !5
  %54 = xor i8 %53, -1
  %55 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 4
  store i8 %54, ptr %55, align 1, !tbaa !5
  %56 = sdiv i32 %49, 30
  %57 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 32
  %58 = load i8, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @rem_num, i64 5), align 1, !tbaa !5
  %59 = zext i8 %58 to i32
  %60 = mul i32 %59, %0
  %61 = srem i32 %60, 30
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %62
  %64 = load i8, ptr %63, align 1, !tbaa !5
  %65 = xor i8 %64, -1
  %66 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 5
  store i8 %65, ptr %66, align 1, !tbaa !5
  %67 = sdiv i32 %60, 30
  %68 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 40
  %69 = load i8, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @rem_num, i64 6), align 1, !tbaa !5
  %70 = zext i8 %69 to i32
  %71 = mul i32 %70, %0
  %72 = srem i32 %71, 30
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %73
  %75 = load i8, ptr %74, align 1, !tbaa !5
  %76 = xor i8 %75, -1
  %77 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 6
  store i8 %76, ptr %77, align 1, !tbaa !5
  %78 = sdiv i32 %71, 30
  %79 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 48
  %80 = load i8, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @rem_num, i64 7), align 1, !tbaa !5
  %81 = zext i8 %80 to i32
  %82 = mul i32 %81, %0
  %83 = srem i32 %82, 30
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds [30 x i8], ptr @bit_pos, i64 0, i64 %84
  %86 = load i8, ptr %85, align 1, !tbaa !5
  %87 = xor i8 %86, -1
  %88 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 7
  store i8 %87, ptr %88, align 1, !tbaa !5
  %89 = sdiv i32 %82, 30
  %90 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 56
  %narrow = sub nsw i32 %89, %78
  %91 = sext i32 %narrow to i64
  store i64 %91, ptr %90, align 8, !tbaa !8
  %narrow31 = sub nsw i32 %78, %67
  %92 = sext i32 %narrow31 to i64
  store i64 %92, ptr %79, align 16, !tbaa !8
  %narrow32 = sub nsw i32 %67, %56
  %93 = sext i32 %narrow32 to i64
  store i64 %93, ptr %68, align 8, !tbaa !8
  %narrow33 = sub nsw i32 %56, %45
  %94 = sext i32 %narrow33 to i64
  store i64 %94, ptr %57, align 16, !tbaa !8
  %narrow34 = sub nsw i32 %45, %34
  %95 = sext i32 %narrow34 to i64
  store i64 %95, ptr %46, align 8, !tbaa !8
  %narrow35 = sub nsw i32 %34, %22
  %96 = sext i32 %narrow35 to i64
  store i64 %96, ptr %35, align 16, !tbaa !8
  %97 = load i64, ptr %2, align 16, !tbaa !8
  %98 = sub nsw i64 %23, %97
  store i64 %98, ptr %24, align 8, !tbaa !8
  %99 = zext i32 %0 to i64
  %100 = add i64 %98, %96
  %101 = add i64 %100, %95
  %102 = add i64 %101, %94
  %103 = add i64 %102, %93
  %104 = add i64 %103, %92
  %105 = add i64 %104, %91
  %106 = sub i64 %99, %105
  store i64 %106, ptr %2, align 16, !tbaa !8
  %107 = icmp ult i32 %22, 143165577
  br i1 %107, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %.lr.ph
  %.0.in27 = phi i64 [ %121, %.lr.ph ], [ %23, %.preheader ]
  %.326 = phi i32 [ %117, %.lr.ph ], [ 1, %.preheader ]
  %108 = zext nneg i32 %.326 to i64
  %109 = getelementptr inbounds [8 x i8], ptr %1, i64 0, i64 %108
  %110 = load i8, ptr %109, align 1, !tbaa !5
  %111 = load ptr, ptr @pbits, align 8, !tbaa !10
  %112 = and i64 %.0.in27, 268435455
  %113 = getelementptr inbounds i8, ptr %111, i64 %112
  %114 = load i8, ptr %113, align 1, !tbaa !5
  %115 = and i8 %114, %110
  store i8 %115, ptr %113, align 1, !tbaa !5
  %116 = add nuw nsw i32 %.326, 1
  %117 = and i32 %116, 7
  %118 = zext nneg i32 %117 to i64
  %119 = getelementptr inbounds [8 x i64], ptr %2, i64 0, i64 %118
  %120 = load i64, ptr %119, align 8, !tbaa !8
  %121 = add nsw i64 %120, %112
  %.0 = trunc i64 %121 to i32
  %122 = icmp ult i32 %.0, 143165577
  br i1 %122, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %.preheader
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 64, ptr nonnull %2) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %1) #2
  ret void
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

attributes #0 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: 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" }
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 = !{!"omnipotent char", !7, i64 0}
!7 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!8 = !{!9, !9, i64 0}
!9 = !{!"long", !6, i64 0}
!10 = !{!11, !11, i64 0}
!11 = !{!"any pointer", !6, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: DSEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass