; LLVM IR from JanaSabuj/cppdump :: Old/TimeOptimisingAlgo/SQRT-SqRootDecomposition.ll (Z5queryii)

; 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"

@arr = external dso_local global [10000 x i32], align 16
@block = external dso_local global [100 x i32], align 16
@blk_sz = external dso_local global i32, align 4

; 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 noundef i32 @_Z5queryii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = 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
  br label %6

6:                                                ; preds = %20, %2
  %7 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %8 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp slt i32 %7, %8
  br i1 %9, label %10, label %18

10:                                               ; preds = %6
  %11 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr @blk_sz, align 4, !tbaa !5
  %13 = srem i32 %11, %12
  %14 = icmp ne i32 %13, 0
  br i1 %14, label %15, label %18

15:                                               ; preds = %10
  %16 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp ne i32 %16, 0
  br label %18

18:                                               ; preds = %15, %10, %6
  %19 = phi i1 [ false, %10 ], [ false, %6 ], [ %17, %15 ]
  br i1 %19, label %20, label %29

20:                                               ; preds = %18
  %21 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [10000 x i32], ptr @arr, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, %24
  store i32 %26, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %6, !llvm.loop !9

29:                                               ; preds = %18
  br label %30

30:                                               ; preds = %36, %29
  %31 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr @blk_sz, align 4, !tbaa !5
  %33 = add nsw i32 %31, %32
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %35 = icmp sle i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %48

36:                                               ; preds = %30
  %37 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr @blk_sz, align 4, !tbaa !5
  %39 = sdiv i32 %37, %38
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [100 x i32], ptr @block, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %44 = add nsw i32 %43, %42
  store i32 %44, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr @blk_sz, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %47 = add nsw i32 %46, %45
  store i32 %47, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %30, !llvm.loop !11

48:                                               ; preds = %30
  br label %49

49:                                               ; preds = %53, %48
  %50 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %52 = icmp sle i32 %50, %51
  br i1 %52, label %53, label %62

53:                                               ; preds = %49
  %54 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds [10000 x i32], ptr @arr, i64 0, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %59 = add nsw i32 %58, %57
  store i32 %59, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %60, 1
  store i32 %61, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %49, !llvm.loop !12

62:                                               ; preds = %49
  %63 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret i32 %63
}

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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


; 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"

@arr = external dso_local local_unnamed_addr global [10000 x i32], align 16
@block = external dso_local local_unnamed_addr global [100 x i32], align 16
@blk_sz = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z5queryii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp slt i32 %0, %1
  %.pre = load i32, ptr @blk_sz, align 4, !tbaa !5
  br i1 %3, label %.lr.ph, label %.critedge

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %4 = sext i32 %0 to i64
  br label %5

5:                                                ; preds = %.lr.ph, %8
  %indvars.iv = phi i64 [ %4, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %8 ]
  %.026 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %11, %8 ]
  %6 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %7 = srem i32 %6, %.pre
  %.not = icmp eq i32 %7, 0
  br i1 %.not, label %.critedge, label %8

8:                                                ; preds = %5
  %9 = getelementptr inbounds [10000 x i32], ptr @arr, i64 0, i64 %indvars.iv
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = add nsw i32 %10, %.026
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %lftr.wideiv, %1
  br i1 %exitcond.not, label %.critedge, label %5, !llvm.loop !9

.critedge:                                        ; preds = %8, %5, %2
  %.019.lcssa = phi i32 [ %0, %2 ], [ %6, %5 ], [ %1, %8 ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %.026, %5 ], [ %11, %8 ]
  %12 = add nsw i32 %.pre, %.019.lcssa
  %.not2331 = icmp sgt i32 %12, %1
  br i1 %.not2331, label %.preheader, label %.lr.ph34

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph34, %.critedge
  %.120.lcssa = phi i32 [ %.019.lcssa, %.critedge ], [ %25, %.lr.ph34 ]
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.0.lcssa, %.critedge ], [ %30, %.lr.ph34 ]
  %.not2437 = icmp sgt i32 %.120.lcssa, %1
  br i1 %.not2437, label %._crit_edge, label %.lr.ph40.preheader

.lr.ph40.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %13 = sext i32 %.120.lcssa to i64
  %14 = add nsw i32 %1, 1
  %15 = sub i32 %1, %.120.lcssa
  %16 = zext i32 %15 to i64
  %17 = add nuw nsw i64 %16, 1
  %min.iters.check = icmp ult i32 %15, 7
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph40.preheader56, label %vector.ph

.lr.ph40.preheader56:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph40.preheader
  %indvars.iv45.ph = phi i64 [ %13, %.lr.ph40.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %.239.ph = phi i32 [ %.1.lcssa, %.lr.ph40.preheader ], [ %24, %middle.block ]
  br label %.lr.ph40

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph40.preheader
  %n.vec = and i64 %17, 8589934584
  %ind.end = add nsw i64 %n.vec, %13
  %18 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %.1.lcssa, i64 0
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vec.phi = phi <4 x i32> [ %18, %vector.ph ], [ %21, %vector.body ]
  %vec.phi54 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %22, %vector.body ]
  %offset.idx = add i64 %index, %13
  %19 = getelementptr inbounds [10000 x i32], ptr @arr, i64 0, i64 %offset.idx
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %19, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %wide.load55 = load <4 x i32>, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %21 = add <4 x i32> %wide.load, %vec.phi
  %22 = add <4 x i32> %wide.load55, %vec.phi54
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %23 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %23, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !11

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %bin.rdx = add <4 x i32> %22, %21
  %24 = tail call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %bin.rdx)
  %cmp.n = icmp eq i64 %17, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge, label %.lr.ph40.preheader56

.lr.ph34:                                         ; preds = %.critedge, %.lr.ph34
  %25 = phi i32 [ %31, %.lr.ph34 ], [ %12, %.critedge ]
  %.133 = phi i32 [ %30, %.lr.ph34 ], [ %.0.lcssa, %.critedge ]
  %.12032 = phi i32 [ %25, %.lr.ph34 ], [ %.019.lcssa, %.critedge ]
  %26 = sdiv i32 %.12032, %.pre
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [100 x i32], ptr @block, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = add nsw i32 %29, %.133
  %31 = add nsw i32 %.pre, %25
  %.not23 = icmp sgt i32 %31, %1
  br i1 %.not23, label %.preheader, label %.lr.ph34, !llvm.loop !14

.lr.ph40:                                         ; preds = %.lr.ph40.preheader56, %.lr.ph40
  %indvars.iv45 = phi i64 [ %indvars.iv.next46, %.lr.ph40 ], [ %indvars.iv45.ph, %.lr.ph40.preheader56 ]
  %.239 = phi i32 [ %34, %.lr.ph40 ], [ %.239.ph, %.lr.ph40.preheader56 ]
  %32 = getelementptr inbounds [10000 x i32], ptr @arr, i64 0, i64 %indvars.iv45
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = add nsw i32 %33, %.239
  %indvars.iv.next46 = add nsw i64 %indvars.iv45, 1
  %lftr.wideiv48 = trunc i64 %indvars.iv.next46 to i32
  %exitcond49.not = icmp eq i32 %14, %lftr.wideiv48
  br i1 %exitcond49.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph40, !llvm.loop !15

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph40, %middle.block, %.preheader
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.1.lcssa, %.preheader ], [ %24, %middle.block ], [ %34, %.lr.ph40 ]
  ret i32 %.2.lcssa
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32>) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, 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, !13, !12}


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