; LLVM IR from Chasmiccoder/Algos-for-Amigos :: Computer-Science/1-DSA-Fundamentals (p06_convolution_with_image_and_kernel)

; 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.Matrix = type { i32, i32, ptr }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @perform_convolution(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #0 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  %16 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %17 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %18 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %17, i32 0, i32 0
  %19 = load i32, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %20 = sdiv i32 %19, 2
  store i32 %20, ptr %7, align 4, !tbaa !12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %21 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %21, i32 0, i32 1
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !13
  %24 = sdiv i32 %23, 2
  store i32 %24, ptr %8, align 4, !tbaa !12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  br label %25

25:                                               ; preds = %134, %3
  %26 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  %27 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %28 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %27, i32 0, i32 0
  %29 = load i32, ptr %28, align 8, !tbaa !9
  %30 = icmp slt i32 %26, %29
  br i1 %30, label %32, label %31

31:                                               ; preds = %25
  store i32 2, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %137

32:                                               ; preds = %25
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !12
  br label %33

33:                                               ; preds = %130, %32
  %34 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !12
  %35 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %35, i32 0, i32 1
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !13
  %38 = icmp slt i32 %34, %37
  br i1 %38, label %40, label %39

39:                                               ; preds = %33
  store i32 5, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %133

40:                                               ; preds = %33
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  br label %41

41:                                               ; preds = %115, %40
  %42 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  %43 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %44 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %43, i32 0, i32 0
  %45 = load i32, ptr %44, align 8, !tbaa !9
  %46 = icmp slt i32 %42, %45
  br i1 %46, label %48, label %47

47:                                               ; preds = %41
  store i32 8, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  br label %118

48:                                               ; preds = %41
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !12
  br label %49

49:                                               ; preds = %111, %48
  %50 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !12
  %51 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %51, i32 0, i32 1
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !13
  %54 = icmp slt i32 %50, %53
  br i1 %54, label %56, label %55

55:                                               ; preds = %49
  store i32 11, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  br label %114

56:                                               ; preds = %49
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #2
  %57 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  %58 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  %59 = add nsw i32 %57, %58
  %60 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !12
  %61 = sub nsw i32 %59, %60
  store i32 %61, ptr %15, align 4, !tbaa !12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %16) #2
  %62 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !12
  %63 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !12
  %64 = add nsw i32 %62, %63
  %65 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !12
  %66 = sub nsw i32 %64, %65
  store i32 %66, ptr %16, align 4, !tbaa !12
  %67 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !12
  %68 = icmp sge i32 %67, 0
  br i1 %68, label %69, label %110

69:                                               ; preds = %56
  %70 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !12
  %71 = icmp sge i32 %70, 0
  br i1 %71, label %72, label %110

72:                                               ; preds = %69
  %73 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !12
  %74 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %75 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %74, i32 0, i32 0
  %76 = load i32, ptr %75, align 8, !tbaa !9
  %77 = icmp slt i32 %73, %76
  br i1 %77, label %78, label %110

78:                                               ; preds = %72
  %79 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !12
  %80 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %81 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %80, i32 0, i32 1
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !13
  %83 = icmp slt i32 %79, %82
  br i1 %83, label %84, label %110

84:                                               ; preds = %78
  %85 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %86 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %85, i32 0, i32 2
  %87 = load ptr, ptr %86, align 8, !tbaa !14
  %88 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !12
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds ptr, ptr %87, i64 %89
  %91 = load ptr, ptr %90, align 8, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !12
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds i32, ptr %91, i64 %93
  %95 = load i32, ptr %94, align 4, !tbaa !12
  %96 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %97 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %96, i32 0, i32 2
  %98 = load ptr, ptr %97, align 8, !tbaa !14
  %99 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = getelementptr inbounds ptr, ptr %98, i64 %100
  %102 = load ptr, ptr %101, align 8, !tbaa !5
  %103 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !12
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = getelementptr inbounds i32, ptr %102, i64 %104
  %106 = load i32, ptr %105, align 4, !tbaa !12
  %107 = mul nsw i32 %95, %106
  %108 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !12
  %109 = add nsw i32 %108, %107
  store i32 %109, ptr %12, align 4, !tbaa !12
  br label %110

110:                                              ; preds = %84, %78, %72, %69, %56
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %16) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #2
  br label %111

111:                                              ; preds = %110
  %112 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !12
  %113 = add nsw i32 %112, 1
  store i32 %113, ptr %14, align 4, !tbaa !12
  br label %49, !llvm.loop !15

114:                                              ; preds = %55
  br label %115

115:                                              ; preds = %114
  %116 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  %117 = add nsw i32 %116, 1
  store i32 %117, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  br label %41, !llvm.loop !17

118:                                              ; preds = %47
  %119 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !12
  %120 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %121 = getelementptr inbounds %struct.Matrix, ptr %120, i32 0, i32 2
  %122 = load ptr, ptr %121, align 8, !tbaa !14
  %123 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  %124 = sext i32 %123 to i64
  %125 = getelementptr inbounds ptr, ptr %122, i64 %124
  %126 = load ptr, ptr %125, align 8, !tbaa !5
  %127 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !12
  %128 = sext i32 %127 to i64
  %129 = getelementptr inbounds i32, ptr %126, i64 %128
  store i32 %119, ptr %129, align 4, !tbaa !12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %130

130:                                              ; preds = %118
  %131 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !12
  %132 = add nsw i32 %131, 1
  store i32 %132, ptr %11, align 4, !tbaa !12
  br label %33, !llvm.loop !18

133:                                              ; preds = %39
  br label %134

134:                                              ; preds = %133
  %135 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  %136 = add nsw i32 %135, 1
  store i32 %136, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  br label %25, !llvm.loop !19

137:                                              ; preds = %31
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  ret void
}

; 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 = { 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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !11, i64 0}
!10 = !{!"Matrix", !11, i64 0, !11, i64 4, !6, i64 8}
!11 = !{!"int", !7, i64 0}
!12 = !{!11, !11, i64 0}
!13 = !{!10, !11, i64 4}
!14 = !{!10, !6, i64 8}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!17 = distinct !{!17, !16}
!18 = distinct !{!18, !16}
!19 = distinct !{!19, !16}


; 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: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @perform_convolution(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef readonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = load i32, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %.neg = sdiv i32 %4, -2
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 4
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !11
  %.neg43 = sdiv i32 %6, -2
  %7 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %8 = icmp sgt i32 %7, 0
  br i1 %8, label %.preheader46.lr.ph, label %._crit_edge59

.preheader46.lr.ph:                               ; preds = %3
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  %13 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %14 = icmp sgt i32 %13, 0
  br i1 %14, label %.preheader46, label %._crit_edge59

.preheader46:                                     ; preds = %.preheader46.lr.ph, %._crit_edge
  %15 = phi i32 [ %56, %._crit_edge ], [ %7, %.preheader46.lr.ph ]
  %16 = phi i32 [ %57, %._crit_edge ], [ %13, %.preheader46.lr.ph ]
  %indvars.iv72 = phi i64 [ %indvars.iv.next73, %._crit_edge ], [ 0, %.preheader46.lr.ph ]
  %17 = icmp sgt i32 %16, 0
  br i1 %17, label %.preheader45.lr.ph, label %._crit_edge

.preheader45.lr.ph:                               ; preds = %.preheader46
  %18 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv72 to i32
  %19 = add i32 %.neg, %18
  %20 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !12
  %21 = getelementptr inbounds ptr, ptr %20, i64 %indvars.iv72
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !13
  br label %.preheader45

._crit_edge59:                                    ; preds = %._crit_edge, %.preheader46.lr.ph, %3
  ret void

.preheader45:                                     ; preds = %.preheader45.lr.ph, %._crit_edge51
  %indvars.iv69 = phi i64 [ 0, %.preheader45.lr.ph ], [ %indvars.iv.next70, %._crit_edge51 ]
  %23 = phi i32 [ %16, %.preheader45.lr.ph ], [ %61, %._crit_edge51 ]
  %24 = load i32, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %25 = icmp sgt i32 %24, 0
  br i1 %25, label %.preheader.lr.ph, label %._crit_edge51

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %.preheader45
  %26 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !11
  %27 = icmp sgt i32 %26, 0
  %28 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv69 to i32
  %29 = add i32 %.neg43, %28
  br i1 %27, label %.preheader.us.preheader, label %._crit_edge51

.preheader.us.preheader:                          ; preds = %.preheader.lr.ph
  %wide.trip.count67 = zext nneg i32 %24 to i64
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %26 to i64
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.us.preheader, %._crit_edge.us
  %indvars.iv64 = phi i64 [ 0, %.preheader.us.preheader ], [ %indvars.iv.next65, %._crit_edge.us ]
  %.03949.us = phi i32 [ 0, %.preheader.us.preheader ], [ %.us-phi.us, %._crit_edge.us ]
  %30 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv64 to i32
  %31 = add i32 %19, %30
  %.fr = freeze i32 %31
  %32 = icmp sgt i32 %.fr, -1
  %33 = zext nneg i32 %.fr to i64
  br i1 %32, label %.lr.ph.split.us55, label %._crit_edge.us

.lr.ph.split.us55:                                ; preds = %.preheader.us, %55
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %55 ], [ 0, %.preheader.us ]
  %.147.us = phi i32 [ %.2.us, %55 ], [ %.03949.us, %.preheader.us ]
  %34 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %35 = add i32 %29, %34
  %36 = icmp sgt i32 %35, -1
  br i1 %36, label %37, label %55

37:                                               ; preds = %.lr.ph.split.us55
  %38 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %39 = icmp slt i32 %.fr, %38
  %40 = icmp slt i32 %35, %23
  %or.cond44.us = and i1 %39, %40
  br i1 %or.cond44.us, label %41, label %55

41:                                               ; preds = %37
  %42 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !12
  %43 = getelementptr inbounds ptr, ptr %42, i64 %33
  %44 = load ptr, ptr %43, align 8, !tbaa !13
  %45 = zext nneg i32 %35 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !14
  %48 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !12
  %49 = getelementptr inbounds ptr, ptr %48, i64 %indvars.iv64
  %50 = load ptr, ptr %49, align 8, !tbaa !13
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %indvars.iv
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !14
  %53 = mul nsw i32 %52, %47
  %54 = add nsw i32 %53, %.147.us
  br label %55

55:                                               ; preds = %41, %37, %.lr.ph.split.us55
  %.2.us = phi i32 [ %54, %41 ], [ %.147.us, %37 ], [ %.147.us, %.lr.ph.split.us55 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge.us, label %.lr.ph.split.us55, !llvm.loop !15

._crit_edge.us:                                   ; preds = %55, %.preheader.us
  %.us-phi.us = phi i32 [ %.03949.us, %.preheader.us ], [ %.2.us, %55 ]
  %indvars.iv.next65 = add nuw nsw i64 %indvars.iv64, 1
  %exitcond68.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next65, %wide.trip.count67
  br i1 %exitcond68.not, label %._crit_edge51, label %.preheader.us, !llvm.loop !17

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %._crit_edge51
  %.pre = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.preheader46
  %56 = phi i32 [ %.pre, %._crit_edge.loopexit ], [ %15, %.preheader46 ]
  %57 = phi i32 [ %61, %._crit_edge.loopexit ], [ %16, %.preheader46 ]
  %indvars.iv.next73 = add nuw nsw i64 %indvars.iv72, 1
  %58 = sext i32 %56 to i64
  %59 = icmp slt i64 %indvars.iv.next73, %58
  br i1 %59, label %.preheader46, label %._crit_edge59, !llvm.loop !18

._crit_edge51:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %.preheader.lr.ph, %.preheader45
  %.039.lcssa = phi i32 [ 0, %.preheader45 ], [ 0, %.preheader.lr.ph ], [ %.us-phi.us, %._crit_edge.us ]
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %indvars.iv69
  store i32 %.039.lcssa, ptr %60, align 4, !tbaa !14
  %indvars.iv.next70 = add nuw nsw i64 %indvars.iv69, 1
  %61 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = icmp slt i64 %indvars.iv.next70, %62
  br i1 %63, label %.preheader45, label %._crit_edge.loopexit, !llvm.loop !20
}

attributes #0 = { 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" }

!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, !7, i64 0}
!6 = !{!"Matrix", !7, i64 0, !7, i64 4, !10, i64 8}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !7, i64 4}
!12 = !{!6, !10, i64 8}
!13 = !{!10, !10, i64 0}
!14 = !{!7, !7, i64 0}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!17 = distinct !{!17, !16}
!18 = distinct !{!18, !16, !19}
!19 = !{!"llvm.loop.unswitch.partial.disable"}
!20 = distinct !{!20, !16}


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