; LLVM IR from gem5/gem5 :: ext/systemc/src/sysc/datatypes/int/sc_nbutils.ll (ZN5sc_dt7vec_addEiPKjiS1_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_addEiPKjiS1_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 %44

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 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i32 1
  store ptr %31, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %33 = add i32 %29, %32
  %34 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %35 = add i32 %34, %33
  store i32 %35, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %37 = zext i32 %36 to i64
  %38 = and i64 %37, 1073741823
  %39 = trunc i64 %38 to i32
  %40 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i32 1
  store ptr %41, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %39, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %43 = lshr i32 %42, 30
  store i32 %43, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %22, !llvm.loop !11

44:                                               ; preds = %22
  br label %45

45:                                               ; preds = %54, %44
  %46 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %47 = icmp ne i32 %46, 0
  br i1 %47, label %48, label %52

48:                                               ; preds = %45
  %49 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %50 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %51 = icmp ult ptr %49, %50
  br label %52

52:                                               ; preds = %48, %45
  %53 = phi i1 [ false, %45 ], [ %51, %48 ]
  br i1 %53, label %54, label %67

54:                                               ; preds = %52
  %55 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i32 1
  store ptr %56, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %58 = add i32 %57, 1
  store i32 %58, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %60 = zext i32 %59 to i64
  %61 = and i64 %60, 1073741823
  %62 = trunc i64 %61 to i32
  %63 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i32 1
  store ptr %64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %62, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %66 = lshr i32 %65, 30
  store i32 %66, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %45, !llvm.loop !13

67:                                               ; preds = %52
  br label %68

68:                                               ; preds = %72, %67
  %69 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %70 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %71 = icmp ult ptr %69, %70
  br i1 %71, label %72, label %78

72:                                               ; preds = %68
  %73 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %73, i32 1
  store ptr %74, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %75 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  %76 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %76, i32 1
  store ptr %77, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %75, ptr %76, align 4, !tbaa !5
  br label %68, !llvm.loop !14

78:                                               ; preds = %68
  %79 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %80 = icmp ne i32 %79, 0
  br i1 %80, label %81, label %83

81:                                               ; preds = %78
  %82 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %82, align 4, !tbaa !5
  br label %83

83:                                               ; preds = %81, %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_addEiPKjiS1_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

.preheader30:                                     ; preds = %.lr.ph
  %12 = icmp ugt i32 %20, 1073741823
  %13 = icmp ult ptr %15, %8
  %14 = select i1 %12, i1 %13, i1 false
  br i1 %14, label %.lr.ph39, label %.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %5, %.lr.ph
  %.034 = phi i32 [ %23, %.lr.ph ], [ 0, %5 ]
  %.02433 = phi ptr [ %15, %.lr.ph ], [ %1, %5 ]
  %.02632 = phi ptr [ %17, %.lr.ph ], [ %3, %5 ]
  %.02731 = phi ptr [ %22, %.lr.ph ], [ %4, %5 ]
  %15 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02433, i64 4
  %16 = load i32, ptr %.02433, align 4, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02632, i64 4
  %18 = load i32, ptr %.02632, align 4, !tbaa !5
  %19 = add i32 %16, %.034
  %20 = add i32 %19, %18
  %21 = and i32 %20, 1073741823
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02731, i64 4
  store i32 %21, ptr %.02731, align 4, !tbaa !5
  %23 = lshr i32 %20, 30
  %24 = icmp ult ptr %17, %10
  br i1 %24, label %.lr.ph, label %.preheader30, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph39, %5, %.preheader30
  %.128.lcssa = phi ptr [ %22, %.preheader30 ], [ %4, %5 ], [ %43, %.lr.ph39 ]
  %.125.lcssa = phi ptr [ %15, %.preheader30 ], [ %1, %5 ], [ %39, %.lr.ph39 ]
  %.lcssa = phi i1 [ %12, %.preheader30 ], [ false, %5 ], [ %44, %.lr.ph39 ]
  %25 = icmp ult ptr %.125.lcssa, %8
  br i1 %25, label %.lr.ph45.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph45.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %.125.lcssa72 = ptrtoint ptr %.125.lcssa to i64
  %.128.lcssa71 = ptrtoint ptr %.128.lcssa to i64
  %.125.lcssa73 = ptrtoint ptr %.125.lcssa to i64
  %26 = shl nsw i64 %7, 2
  %27 = add i64 %26, %6
  %28 = add i64 %.125.lcssa73, 4
  %umax = tail call i64 @llvm.umax.i64(i64 %27, i64 %28)
  %29 = xor i64 %.125.lcssa73, -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 %.128.lcssa71, %.125.lcssa72
  %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.ph45.preheader81, label %vector.ph

.lr.ph45.preheader81:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph45.preheader
  %.244.ph = phi ptr [ %.125.lcssa, %.lr.ph45.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %.22943.ph = phi ptr [ %.128.lcssa, %.lr.ph45.preheader ], [ %ind.end74, %middle.block ]
  br label %.lr.ph45

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph45.preheader
  %n.vec = and i64 %32, 9223372036854775800
  %34 = shl i64 %n.vec, 2
  %ind.end = getelementptr i8, ptr %.125.lcssa, i64 %34
  %35 = shl i64 %n.vec, 2
  %ind.end74 = getelementptr i8, ptr %.128.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 %.125.lcssa, i64 %offset.idx
  %offset.idx77 = shl i64 %index, 2
  %next.gep78 = getelementptr i8, ptr %.128.lcssa, i64 %offset.idx77
  %36 = getelementptr i8, ptr %next.gep, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %next.gep, align 4, !tbaa !5
  %wide.load80 = load <4 x i32>, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %37 = getelementptr i8, ptr %next.gep78, i64 16
  store <4 x i32> %wide.load, ptr %next.gep78, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %wide.load80, 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.ph45.preheader81

.lr.ph39:                                         ; preds = %.preheader30, %.lr.ph39
  %.12538 = phi ptr [ %39, %.lr.ph39 ], [ %15, %.preheader30 ]
  %.12837 = phi ptr [ %43, %.lr.ph39 ], [ %22, %.preheader30 ]
  %39 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12538, i64 4
  %40 = load i32, ptr %.12538, align 4, !tbaa !5
  %41 = add i32 %40, 1
  %42 = and i32 %41, 1073741823
  %43 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12837, i64 4
  store i32 %42, ptr %.12837, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp ugt i32 %41, 1073741823
  %45 = icmp ult ptr %39, %8
  %46 = select i1 %44, i1 %45, i1 false
  br i1 %46, label %.lr.ph39, label %.preheader, !llvm.loop !14

.lr.ph45:                                         ; preds = %.lr.ph45.preheader81, %.lr.ph45
  %.244 = phi ptr [ %47, %.lr.ph45 ], [ %.244.ph, %.lr.ph45.preheader81 ]
  %.22943 = phi ptr [ %49, %.lr.ph45 ], [ %.22943.ph, %.lr.ph45.preheader81 ]
  %47 = getelementptr inbounds i8, ptr %.244, i64 4
  %48 = load i32, ptr %.244, align 4, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds i8, ptr %.22943, i64 4
  store i32 %48, ptr %.22943, align 4, !tbaa !5
  %50 = icmp ult ptr %47, %8
  br i1 %50, label %.lr.ph45, label %._crit_edge, !llvm.loop !15

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph45, %middle.block, %.preheader
  %.229.lcssa = phi ptr [ %.128.lcssa, %.preheader ], [ %ind.end74, %middle.block ], [ %49, %.lr.ph45 ]
  br i1 %.lcssa, label %51, label %52

51:                                               ; preds = %._crit_edge
  store i32 1, ptr %.229.lcssa, align 4, !tbaa !5
  br label %52

52:                                               ; preds = %51, %._crit_edge
  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: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass