; LLVM IR from abhisheknaiidu/dsa :: gfg-DSA/Binary Search/sqrt-using-bs.ll (Z4sqrtii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef float @_Z4sqrtii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca float, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca float, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %11 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %11, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %12

12:                                               ; preds = %44, %2
  %13 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp sle i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %45

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %19 = add nsw i32 %17, %18
  %20 = sdiv i32 %19, 2
  store i32 %20, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %23 = mul nsw i32 %21, %22
  %24 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp eq i32 %23, %24
  br i1 %25, label %26, label %29

26:                                               ; preds = %16
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %28 = sitofp i32 %27 to float
  store float %28, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %45

29:                                               ; preds = %16
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %32 = mul nsw i32 %30, %31
  %33 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %34 = icmp slt i32 %32, %33
  br i1 %34, label %35, label %40

35:                                               ; preds = %29
  %36 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %39 = sitofp i32 %38 to float
  store float %39, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %43

40:                                               ; preds = %29
  %41 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %42 = sub nsw i32 %41, 1
  store i32 %42, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %43

43:                                               ; preds = %40, %35
  br label %44

44:                                               ; preds = %43
  br label %12, !llvm.loop !11

45:                                               ; preds = %26, %12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store float 0x3FB99999A0000000, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %46

46:                                               ; preds = %69, %45
  %47 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %49 = icmp slt i32 %47, %48
  br i1 %49, label %51, label %50

50:                                               ; preds = %46
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %72

51:                                               ; preds = %46
  br label %52

52:                                               ; preds = %59, %51
  %53 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %54 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %55 = fmul float %53, %54
  %56 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %57 = sitofp i32 %56 to float
  %58 = fcmp ole float %55, %57
  br i1 %58, label %59, label %63

59:                                               ; preds = %52
  %60 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %61 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %62 = fadd float %60, %61
  store float %62, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %52, !llvm.loop !13

63:                                               ; preds = %52
  %64 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %65 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %66 = fsub float %64, %65
  store float %66, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %67 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %68 = fdiv float %67, 1.000000e+01
  store float %68, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %69

69:                                               ; preds = %63
  %70 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %46, !llvm.loop !14

72:                                               ; preds = %50
  %73 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret float %73
}

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

attributes #0 = { 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 #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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 = !{!"float", !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 willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef float @_Z4sqrtii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %.not35 = icmp slt i32 %0, 0
  br i1 %.not35, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %2, %9
  %.02738 = phi i32 [ %.1, %9 ], [ 0, %2 ]
  %.02837 = phi float [ %.129, %9 ], [ undef, %2 ]
  %.03036 = phi i32 [ %.131, %9 ], [ %0, %2 ]
  %3 = add nuw nsw i32 %.02738, %.03036
  %4 = lshr i32 %3, 1
  %5 = mul nuw nsw i32 %4, %4
  %6 = icmp eq i32 %5, %0
  br i1 %6, label %7, label %9

7:                                                ; preds = %.lr.ph
  %8 = uitofp nneg i32 %4 to float
  br label %.loopexit

9:                                                ; preds = %.lr.ph
  %10 = icmp slt i32 %5, %0
  %11 = add nuw nsw i32 %4, 1
  %12 = uitofp nneg i32 %4 to float
  %13 = add nsw i32 %4, -1
  %.131 = select i1 %10, i32 %.03036, i32 %13
  %.129 = select i1 %10, float %12, float %.02837
  %.1 = select i1 %10, i32 %11, i32 %.02738
  %.not = icmp sgt i32 %.1, %.131
  br i1 %.not, label %.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !5

.loopexit:                                        ; preds = %9, %2, %7
  %.2 = phi float [ %8, %7 ], [ undef, %2 ], [ %.129, %9 ]
  %14 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %14, label %.preheader.lr.ph, label %._crit_edge45

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %.loopexit
  %15 = sitofp i32 %0 to float
  %xtraiter = and i32 %1, 1
  %16 = icmp eq i32 %1, 1
  br i1 %16, label %._crit_edge45.loopexit.unr-lcssa, label %.preheader.lr.ph.new

.preheader.lr.ph.new:                             ; preds = %.preheader.lr.ph
  %unroll_iter = and i32 %1, 2147483646
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %._crit_edge.1, %.preheader.lr.ph.new
  %.02643 = phi float [ 0x3FB99999A0000000, %.preheader.lr.ph.new ], [ %36, %._crit_edge.1 ]
  %.342 = phi float [ %.2, %.preheader.lr.ph.new ], [ %35, %._crit_edge.1 ]
  %niter = phi i32 [ 0, %.preheader.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %._crit_edge.1 ]
  %17 = fmul float %.342, %.342
  %18 = fcmp ugt float %17, %15
  br i1 %18, label %._crit_edge, label %.lr.ph40

._crit_edge45.loopexit.unr-lcssa:                 ; preds = %._crit_edge.1, %.preheader.lr.ph
  %.lcssa56.ph = phi float [ poison, %.preheader.lr.ph ], [ %35, %._crit_edge.1 ]
  %.02643.unr = phi float [ 0x3FB99999A0000000, %.preheader.lr.ph ], [ %36, %._crit_edge.1 ]
  %.342.unr = phi float [ %.2, %.preheader.lr.ph ], [ %35, %._crit_edge.1 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge45, label %.preheader.epil

.preheader.epil:                                  ; preds = %._crit_edge45.loopexit.unr-lcssa
  %19 = fmul float %.342.unr, %.342.unr
  %20 = fcmp ugt float %19, %15
  br i1 %20, label %._crit_edge.epil, label %.lr.ph40.epil

.lr.ph40.epil:                                    ; preds = %.preheader.epil, %.lr.ph40.epil
  %.439.epil = phi float [ %21, %.lr.ph40.epil ], [ %.342.unr, %.preheader.epil ]
  %21 = fadd float %.02643.unr, %.439.epil
  %22 = fmul float %21, %21
  %23 = fcmp ugt float %22, %15
  br i1 %23, label %._crit_edge.epil, label %.lr.ph40.epil, !llvm.loop !7

._crit_edge.epil:                                 ; preds = %.lr.ph40.epil, %.preheader.epil
  %.4.lcssa.epil = phi float [ %.342.unr, %.preheader.epil ], [ %21, %.lr.ph40.epil ]
  %24 = fsub float %.4.lcssa.epil, %.02643.unr
  br label %._crit_edge45

._crit_edge45:                                    ; preds = %._crit_edge.epil, %._crit_edge45.loopexit.unr-lcssa, %.loopexit
  %.3.lcssa = phi float [ %.2, %.loopexit ], [ %.lcssa56.ph, %._crit_edge45.loopexit.unr-lcssa ], [ %24, %._crit_edge.epil ]
  ret float %.3.lcssa

.lr.ph40:                                         ; preds = %.preheader, %.lr.ph40
  %.439 = phi float [ %25, %.lr.ph40 ], [ %.342, %.preheader ]
  %25 = fadd float %.02643, %.439
  %26 = fmul float %25, %25
  %27 = fcmp ugt float %26, %15
  br i1 %27, label %._crit_edge, label %.lr.ph40, !llvm.loop !7

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph40, %.preheader
  %.4.lcssa = phi float [ %.342, %.preheader ], [ %25, %.lr.ph40 ]
  %28 = fsub float %.4.lcssa, %.02643
  %29 = fdiv float %.02643, 1.000000e+01
  %30 = fmul float %28, %28
  %31 = fcmp ugt float %30, %15
  br i1 %31, label %._crit_edge.1, label %.lr.ph40.1

.lr.ph40.1:                                       ; preds = %._crit_edge, %.lr.ph40.1
  %.439.1 = phi float [ %32, %.lr.ph40.1 ], [ %28, %._crit_edge ]
  %32 = fadd float %29, %.439.1
  %33 = fmul float %32, %32
  %34 = fcmp ugt float %33, %15
  br i1 %34, label %._crit_edge.1, label %.lr.ph40.1, !llvm.loop !7

._crit_edge.1:                                    ; preds = %.lr.ph40.1, %._crit_edge
  %.4.lcssa.1 = phi float [ %28, %._crit_edge ], [ %32, %.lr.ph40.1 ]
  %35 = fsub float %.4.lcssa.1, %29
  %36 = fdiv float %29, 1.000000e+01
  %niter.next.1 = add i32 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i32 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge45.loopexit.unr-lcssa, label %.preheader, !llvm.loop !8
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(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" }

!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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}
!8 = distinct !{!8, !6}


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