; LLVM IR from gem5/gem5 :: ext/softfloat (f128M_to_f16)

; 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 }
%struct.commonNaN = type { i8 }
%union.ui16_f16 = type { i16 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i16 @f128M_to_f16(ptr noundef %0) #0 {
  %2 = alloca %struct.float16_t, align 2
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i8, align 1
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca %struct.commonNaN, align 1
  %10 = alloca i16, align 2
  %11 = alloca i16, align 2
  %12 = alloca %union.ui16_f16, align 2
  %13 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %6) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %9) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 2, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 2, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 2, ptr %12) #4
  %14 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %14, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %15 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 3
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  store i32 %17, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %19 = lshr i32 %18, 31
  %20 = icmp ne i32 %19, 0
  %21 = zext i1 %20 to i8
  store i8 %21, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %23 = lshr i32 %22, 16
  %24 = and i32 %23, 32767
  store i32 %24, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %26 = and i32 %25, 65535
  %27 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 2
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 1
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !9
  %33 = or i32 %29, %32
  %34 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %34, i64 0
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !9
  %37 = or i32 %33, %36
  %38 = icmp ne i32 %37, 0
  %39 = zext i1 %38 to i32
  %40 = or i32 %26, %39
  store i32 %40, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %42 = icmp eq i32 %41, 32767
  br i1 %42, label %43, label %65

43:                                               ; preds = %1
  %44 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %45 = icmp ne i32 %44, 0
  br i1 %45, label %46, label %55

46:                                               ; preds = %43
  %47 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 3
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !9
  %50 = zext i32 %49 to i64
  %51 = and i64 %50, 140737488355328
  %52 = icmp ne i64 %51, 0
  br i1 %52, label %54, label %53

53:                                               ; preds = %46
  call void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext 16)
  br label %54

54:                                               ; preds = %53, %46
  store i16 32256, ptr %10, align 2, !tbaa !13
  br label %64

55:                                               ; preds = %43
  %56 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11, !range !15, !noundef !16
  %57 = trunc i8 %56 to i1
  %58 = zext i1 %57 to i16
  %59 = zext i16 %58 to i32
  %60 = shl i32 %59, 15
  %61 = add nsw i32 %60, 31744
  %62 = add nsw i32 %61, 0
  %63 = trunc i32 %62 to i16
  store i16 %63, ptr %10, align 2, !tbaa !13
  br label %64

64:                                               ; preds = %55, %54
  br label %99

65:                                               ; preds = %1
  %66 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %67 = lshr i32 %66, 2
  %68 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %69 = and i32 %68, 3
  %70 = or i32 %67, %69
  %71 = trunc i32 %70 to i16
  store i16 %71, ptr %11, align 2, !tbaa !13
  %72 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %73 = load i16, ptr %11, align 2, !tbaa !13
  %74 = zext i16 %73 to i32
  %75 = or i32 %72, %74
  %76 = icmp ne i32 %75, 0
  br i1 %76, label %86, label %77

77:                                               ; preds = %65
  %78 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11, !range !15, !noundef !16
  %79 = trunc i8 %78 to i1
  %80 = zext i1 %79 to i16
  %81 = zext i16 %80 to i32
  %82 = shl i32 %81, 15
  %83 = add nsw i32 %82, 0
  %84 = add nsw i32 %83, 0
  %85 = trunc i32 %84 to i16
  store i16 %85, ptr %10, align 2, !tbaa !13
  br label %99

86:                                               ; preds = %65
  %87 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %88 = sub nsw i32 %87, 16369
  store i32 %88, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %89 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11, !range !15, !noundef !16
  %90 = trunc i8 %89 to i1
  %91 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = load i16, ptr %11, align 2, !tbaa !13
  %94 = zext i16 %93 to i32
  %95 = or i32 %94, 16384
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = call i16 @softfloat_roundPackToF16(i1 noundef zeroext %90, i64 noundef %92, i64 noundef %96)
  %98 = getelementptr inbounds %struct.float16_t, ptr %2, i32 0, i32 0
  store i16 %97, ptr %98, align 2
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %101

99:                                               ; preds = %77, %64
  %100 = load i16, ptr %10, align 2, !tbaa !13
  store i16 %100, ptr %12, align 2, !tbaa !17
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 2 %2, ptr align 2 %12, i64 2, i1 false), !tbaa.struct !18
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %101

101:                                              ; preds = %99, %86
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 2, ptr %12) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 2, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 2, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %9) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %6) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #4
  %102 = getelementptr inbounds %struct.float16_t, ptr %2, i32 0, i32 0
  %103 = load i16, ptr %102, align 2
  ret i16 %103
}

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

declare void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext) #2

declare i16 @softfloat_roundPackToF16(i1 noundef zeroext, i64 noundef, i64 noundef) #2

; 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) #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 = { "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 #3 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!13 = !{!14, !14, i64 0}
!14 = !{!"short", !7, i64 0}
!15 = !{i8 0, i8 2}
!16 = !{}
!17 = !{!7, !7, i64 0}
!18 = !{i64 0, i64 2, !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"

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i16 @f128M_to_f16(ptr nocapture noundef readonly %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %3 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %4 = icmp slt i32 %3, 0
  %5 = lshr i32 %3, 16
  %6 = and i32 %5, 32767
  %7 = and i32 %3, 65535
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = or i32 %11, %9
  %13 = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %14 = or i32 %12, %13
  %15 = icmp ne i32 %14, 0
  %16 = zext i1 %15 to i32
  %17 = or i32 %7, %16
  %18 = icmp eq i32 %6, 32767
  br i1 %18, label %19, label %24

19:                                               ; preds = %1
  %.not24 = icmp eq i32 %17, 0
  br i1 %.not24, label %21, label %20

20:                                               ; preds = %19
  tail call void @softfloat_raiseFlags(i8 noundef zeroext 16) #2
  br label %38

21:                                               ; preds = %19
  %22 = trunc nuw i32 %5 to i16
  %23 = and i16 %22, -1024
  br label %38

24:                                               ; preds = %1
  %25 = lshr i32 %7, 2
  %26 = and i32 %17, 3
  %27 = or i32 %26, %25
  %28 = or i32 %27, %6
  %.not = icmp eq i32 %28, 0
  br i1 %.not, label %29, label %32

29:                                               ; preds = %24
  %30 = trunc nuw i32 %5 to i16
  %31 = and i16 %30, -32768
  br label %38

32:                                               ; preds = %24
  %33 = add nsw i32 %6, -16369
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = or disjoint i32 %27, 16384
  %36 = zext nneg i32 %35 to i64
  %37 = tail call i16 @softfloat_roundPackToF16(i1 noundef zeroext %4, i64 noundef %34, i64 noundef %36) #2
  br label %38

38:                                               ; preds = %29, %21, %20, %32
  %.sroa.022.0 = phi i16 [ %37, %32 ], [ 32256, %20 ], [ %23, %21 ], [ %31, %29 ]
  ret i16 %.sroa.022.0
}

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

declare i16 @softfloat_roundPackToF16(i1 noundef zeroext, i64 noundef, i64 noundef) 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)"}
!5 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass