; LLVM IR from gem5/gem5 :: ext/systemc/src/sysc/datatypes/int/sc_nbutils.ll (ZN5sc_dt7vec_subEiPKjiS1_Pj)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_ZN5sc_dt7vec_subEiPKjiS1_Pj(i32 noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) #1 {
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = alloca ptr, align 8
  %13 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  store ptr %4, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %14 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %16
  store ptr %17, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %18 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %20
  store ptr %21, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %22

22:                                               ; preds = %26, %5
  %23 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %24 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %25 = icmp ult ptr %23, %24
  br i1 %25, label %26, label %50

26:                                               ; preds = %22
  %27 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i32 1
  store ptr %28, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %30 = zext i32 %29 to i64
  %31 = add i64 %30, 1073741824
  %32 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i32 1
  store ptr %33, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %35 = zext i32 %34 to i64
  %36 = sub i64 %31, %35
  %37 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %38 = zext i32 %37 to i64
  %39 = sub i64 %36, %38
  %40 = trunc i64 %39 to i32
  store i32 %40, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %42 = zext i32 %41 to i64
  %43 = and i64 %42, 1073741823
  %44 = trunc i64 %43 to i32
  %45 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %45, i32 1
  store ptr %46, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %44, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %48 = lshr i32 %47, 30
  %49 = sub i32 1, %48
  store i32 %49, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %22, !llvm.loop !11

50:                                               ; preds = %22
  br label %51

51:                                               ; preds = %60, %50
  %52 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %53 = icmp ne i32 %52, 0
  br i1 %53, label %54, label %58

54:                                               ; preds = %51
  %55 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %56 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %57 = icmp ult ptr %55, %56
  br label %58

58:                                               ; preds = %54, %51
  %59 = phi i1 [ false, %51 ], [ %57, %54 ]
  br i1 %59, label %60, label %77

60:                                               ; preds = %58
  %61 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i32 1
  store ptr %62, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %63 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  %64 = zext i32 %63 to i64
  %65 = add i64 %64, 1073741824
  %66 = sub i64 %65, 1
  %67 = trunc i64 %66 to i32
  store i32 %67, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %69 = zext i32 %68 to i64
  %70 = and i64 %69, 1073741823
  %71 = trunc i64 %70 to i32
  %72 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i32 1
  store ptr %73, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %71, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %75 = lshr i32 %74, 30
  %76 = sub i32 1, %75
  store i32 %76, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %51, !llvm.loop !13

77:                                               ; preds = %58
  br label %78

78:                                               ; preds = %82, %77
  %79 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %80 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %81 = icmp ult ptr %79, %80
  br i1 %81, label %82, label %88

82:                                               ; preds = %78
  %83 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %84 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i32 1
  store ptr %84, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %85 = load i32, ptr %83, align 4, !tbaa !5
  %86 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %86, i32 1
  store ptr %87, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %85, ptr %86, align 4, !tbaa !5
  br label %78, !llvm.loop !14

88:                                               ; preds = %78
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}


; 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 memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_ZN5sc_dt7vec_subEiPKjiS1_Pj(i32 noundef %0, ptr noundef readonly %1, i32 noundef %2, ptr noundef readonly %3, ptr nocapture noundef writeonly %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = ptrtoint ptr %1 to i64
  %7 = sext i32 %0 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %7
  %9 = sext i32 %2 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %9
  %11 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %11, label %.lr.ph, label %.preheader

.preheader29:                                     ; preds = %.lr.ph
  %12 = icmp ne i32 %23, 1
  %13 = icmp ult ptr %15, %8
  %14 = select i1 %12, i1 %13, i1 false
  br i1 %14, label %.lr.ph38, label %.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %5, %.lr.ph
  %.033.neg = phi i32 [ %.neg44, %.lr.ph ], [ 0, %5 ]
  %.02232 = phi ptr [ %15, %.lr.ph ], [ %1, %5 ]
  %.02431 = phi ptr [ %17, %.lr.ph ], [ %3, %5 ]
  %.02530 = phi ptr [ %22, %.lr.ph ], [ %4, %5 ]
  %15 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02232, i64 4
  %16 = load i32, ptr %.02232, align 4, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02431, i64 4
  %18 = load i32, ptr %.02431, align 4, !tbaa !5
  %.neg28 = add nsw i32 %.033.neg, 1073741824
  %19 = add i32 %.neg28, %16
  %20 = sub i32 %19, %18
  %21 = and i32 %20, 1073741823
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02530, i64 4
  store i32 %21, ptr %.02530, align 4, !tbaa !5
  %23 = lshr i32 %20, 30
  %.neg44 = add nsw i32 %23, -1
  %24 = icmp ult ptr %17, %10
  br i1 %24, label %.lr.ph, label %.preheader29, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph38, %5, %.preheader29
  %.126.lcssa = phi ptr [ %22, %.preheader29 ], [ %4, %5 ], [ %43, %.lr.ph38 ]
  %.123.lcssa = phi ptr [ %15, %.preheader29 ], [ %1, %5 ], [ %39, %.lr.ph38 ]
  %25 = icmp ult ptr %.123.lcssa, %8
  br i1 %25, label %.lr.ph43.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph43.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %.123.lcssa61 = ptrtoint ptr %.123.lcssa to i64
  %.126.lcssa60 = ptrtoint ptr %.126.lcssa to i64
  %.123.lcssa62 = ptrtoint ptr %.123.lcssa to i64
  %26 = shl nsw i64 %7, 2
  %27 = add i64 %26, %6
  %28 = add i64 %.123.lcssa62, 4
  %umax = tail call i64 @llvm.umax.i64(i64 %27, i64 %28)
  %29 = xor i64 %.123.lcssa62, -1
  %30 = add i64 %umax, %29
  %31 = lshr i64 %30, 2
  %32 = add nuw nsw i64 %31, 1
  %min.iters.check = icmp ult i64 %30, 28
  %33 = sub i64 %.126.lcssa60, %.123.lcssa61
  %diff.check = icmp ult i64 %33, 32
  %or.cond = select i1 %min.iters.check, i1 true, i1 %diff.check
  br i1 %or.cond, label %.lr.ph43.preheader70, label %vector.ph

.lr.ph43.preheader70:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph43.preheader
  %.242.ph = phi ptr [ %.123.lcssa, %.lr.ph43.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %.22741.ph = phi ptr [ %.126.lcssa, %.lr.ph43.preheader ], [ %ind.end63, %middle.block ]
  br label %.lr.ph43

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph43.preheader
  %n.vec = and i64 %32, 9223372036854775800
  %34 = shl i64 %n.vec, 2
  %ind.end = getelementptr i8, ptr %.123.lcssa, i64 %34
  %35 = shl i64 %n.vec, 2
  %ind.end63 = getelementptr i8, ptr %.126.lcssa, i64 %35
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = shl i64 %index, 2
  %next.gep = getelementptr i8, ptr %.123.lcssa, i64 %offset.idx
  %offset.idx66 = shl i64 %index, 2
  %next.gep67 = getelementptr i8, ptr %.126.lcssa, i64 %offset.idx66
  %36 = getelementptr i8, ptr %next.gep, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %next.gep, align 4, !tbaa !5
  %wide.load69 = load <4 x i32>, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %37 = getelementptr i8, ptr %next.gep67, i64 16
  store <4 x i32> %wide.load, ptr %next.gep67, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %wide.load69, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %38 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %38, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !11

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %32, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge, label %.lr.ph43.preheader70

.lr.ph38:                                         ; preds = %.preheader29, %.lr.ph38
  %.12337 = phi ptr [ %39, %.lr.ph38 ], [ %15, %.preheader29 ]
  %.12636 = phi ptr [ %43, %.lr.ph38 ], [ %22, %.preheader29 ]
  %39 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12337, i64 4
  %40 = load i32, ptr %.12337, align 4, !tbaa !5
  %41 = add i32 %40, 1073741823
  %42 = and i32 %41, 1073741823
  %43 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12636, i64 4
  store i32 %42, ptr %.12636, align 4, !tbaa !5
  %.mask = and i32 %41, -1073741824
  %44 = icmp ne i32 %.mask, 1073741824
  %45 = icmp ult ptr %39, %8
  %46 = select i1 %44, i1 %45, i1 false
  br i1 %46, label %.lr.ph38, label %.preheader, !llvm.loop !14

.lr.ph43:                                         ; preds = %.lr.ph43.preheader70, %.lr.ph43
  %.242 = phi ptr [ %47, %.lr.ph43 ], [ %.242.ph, %.lr.ph43.preheader70 ]
  %.22741 = phi ptr [ %49, %.lr.ph43 ], [ %.22741.ph, %.lr.ph43.preheader70 ]
  %47 = getelementptr inbounds i8, ptr %.242, i64 4
  %48 = load i32, ptr %.242, align 4, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds i8, ptr %.22741, i64 4
  store i32 %48, ptr %.22741, align 4, !tbaa !5
  %50 = icmp ult ptr %47, %8
  br i1 %50, label %.lr.ph43, label %._crit_edge, !llvm.loop !15

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph43, %middle.block, %.preheader
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.umax.i64(i64, i64) #1

attributes #0 = { mustprogress 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 #1 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10, !12, !13}
!12 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!13 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!14 = distinct !{!14, !10}
!15 = distinct !{!15, !10, !12}


; Effective O3 passes: GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass