; LLVM IR from casensiom/fast-image-processing :: src (convolution)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local zeroext i8 @applyConvolution(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4, ptr noundef %5, i8 noundef zeroext %6, i32 noundef %7) #1 {
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca ptr, align 8
  %15 = alloca i8, align 1
  %16 = alloca i32, align 4
  %17 = alloca i32, align 4
  %18 = alloca i32, align 4
  %19 = alloca i32, align 4
  %20 = alloca i32, align 4
  %21 = alloca i32, align 4
  %22 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  store i32 %4, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  store ptr %5, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  store i8 %6, ptr %15, align 1, !tbaa !11
  store i32 %7, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %17) #2
  store i32 0, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %18) #2
  %23 = load i8, ptr %15, align 1, !tbaa !11
  %24 = zext i8 %23 to i32
  %25 = ashr i32 %24, 1
  store i32 %25, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %19) #2
  %26 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %27 = load i8, ptr %15, align 1, !tbaa !11
  %28 = zext i8 %27 to i32
  %29 = sub i32 %26, %28
  store i32 %29, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %32 = sub i32 %30, %31
  %33 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %35 = sub i32 %33, %34
  %36 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %37 = mul i32 %35, %36
  %38 = add i32 %32, %37
  %39 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %40 = zext i32 %38 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i8, ptr %39, i64 %40
  store ptr %41, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %20) #2
  store i32 0, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  br label %42

42:                                               ; preds = %77, %8
  %43 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i8, ptr %15, align 1, !tbaa !11
  %45 = zext i8 %44 to i32
  %46 = icmp slt i32 %43, %45
  br i1 %46, label %48, label %47

47:                                               ; preds = %42
  store i32 2, ptr %21, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %20) #2
  br label %80

48:                                               ; preds = %42
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %22) #2
  store i32 0, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  br label %49

49:                                               ; preds = %69, %48
  %50 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i8, ptr %15, align 1, !tbaa !11
  %52 = zext i8 %51 to i32
  %53 = icmp slt i32 %50, %52
  br i1 %53, label %55, label %54

54:                                               ; preds = %49
  store i32 5, ptr %21, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %22) #2
  br label %72

55:                                               ; preds = %49
  %56 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i8, ptr %56, align 1, !tbaa !11
  %58 = zext i8 %57 to i32
  %59 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i8, ptr %59, align 1, !tbaa !11
  %61 = zext i8 %60 to i32
  %62 = mul nsw i32 %58, %61
  %63 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %64 = add i32 %63, %62
  store i32 %64, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %65 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %66 = getelementptr inbounds i8, ptr %65, i32 1
  store ptr %66, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %67 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %68 = getelementptr inbounds i8, ptr %67, i32 1
  store ptr %68, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  br label %69

69:                                               ; preds = %55
  %70 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  br label %49, !llvm.loop !12

72:                                               ; preds = %54
  %73 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %74 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %75 = zext i32 %73 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i8, ptr %74, i64 %75
  store ptr %76, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %77

77:                                               ; preds = %72
  %78 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %79 = add nsw i32 %78, 1
  store i32 %79, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  br label %42, !llvm.loop !14

80:                                               ; preds = %47
  %81 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %82 = uitofp i32 %81 to double
  %83 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %84 = uitofp i32 %83 to double
  %85 = fdiv double %82, %84
  %86 = fptoui double %85 to i8
  store i32 1, ptr %21, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %19) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %18) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %17) #2
  ret i8 %86
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 = !{!"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 = !{!7, !7, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!14 = distinct !{!14, !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: nofree norecurse nosync nounwind memory(read, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local zeroext i8 @applyConvolution(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4, ptr nocapture noundef readonly %5, i8 noundef zeroext %6, i32 noundef %7) local_unnamed_addr #0 {
  %9 = zext i8 %6 to i32
  %.not = icmp eq i8 %6, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.preheader.lr.ph

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %8
  %10 = lshr i32 %9, 1
  %11 = sub i32 %3, %10
  %12 = sub i32 %4, %10
  %13 = mul i32 %12, %1
  %14 = add i32 %11, %13
  %15 = zext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 %15
  %17 = sub i32 %1, %9
  %18 = zext i32 %17 to i64
  %19 = zext i8 %6 to i64
  %min.iters.check = icmp ult i8 %6, 8
  %n.vec = and i64 %19, 248
  %ind.end = trunc nuw nsw i64 %n.vec to i32
  %cmp.n = icmp eq i64 %n.vec, %19
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.lr.ph, %.loopexit
  %.02337 = phi i32 [ 0, %.preheader.lr.ph ], [ %38, %.loopexit ]
  %.02436 = phi ptr [ %16, %.preheader.lr.ph ], [ %37, %.loopexit ]
  %.02535 = phi ptr [ %5, %.preheader.lr.ph ], [ %scevgep40, %.loopexit ]
  %.02734 = phi i32 [ 0, %.preheader.lr.ph ], [ %.lcssa, %.loopexit ]
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %.02436, i64 %19
  br i1 %min.iters.check, label %scalar.ph.preheader, label %vector.ph

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %middle.block, %.preheader
  %.033.ph = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %.132.ph = phi ptr [ %.02436, %.preheader ], [ %ind.end42, %middle.block ]
  %.12631.ph = phi ptr [ %.02535, %.preheader ], [ %ind.end44, %middle.block ]
  %.12830.ph = phi i32 [ %.02734, %.preheader ], [ %32, %middle.block ]
  br label %scalar.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.preheader
  %ind.end42 = getelementptr i8, ptr %.02436, i64 %n.vec
  %ind.end44 = getelementptr i8, ptr %.02535, i64 %n.vec
  %20 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %.02734, 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> [ %20, %vector.ph ], [ %29, %vector.body ]
  %vec.phi46 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %30, %vector.body ]
  %next.gep = getelementptr i8, ptr %.02436, i64 %index
  %next.gep48 = getelementptr i8, ptr %.02535, i64 %index
  %21 = getelementptr i8, ptr %next.gep, i64 4
  %wide.load = load <4 x i8>, ptr %next.gep, align 1, !tbaa !5
  %wide.load50 = load <4 x i8>, ptr %21, align 1, !tbaa !5
  %22 = zext <4 x i8> %wide.load to <4 x i32>
  %23 = zext <4 x i8> %wide.load50 to <4 x i32>
  %24 = getelementptr i8, ptr %next.gep48, i64 4
  %wide.load51 = load <4 x i8>, ptr %next.gep48, align 1, !tbaa !5
  %wide.load52 = load <4 x i8>, ptr %24, align 1, !tbaa !5
  %25 = zext <4 x i8> %wide.load51 to <4 x i32>
  %26 = zext <4 x i8> %wide.load52 to <4 x i32>
  %27 = mul nuw nsw <4 x i32> %25, %22
  %28 = mul nuw nsw <4 x i32> %26, %23
  %29 = add <4 x i32> %27, %vec.phi
  %30 = add <4 x i32> %28, %vec.phi46
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %31 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %31, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !8

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %bin.rdx = add <4 x i32> %30, %29
  %32 = tail call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %bin.rdx)
  br i1 %cmp.n, label %.loopexit, label %scalar.ph.preheader

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %.loopexit
  %33 = uitofp i32 %.lcssa to double
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %8
  %.027.lcssa = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %33, %._crit_edge.loopexit ]
  %34 = uitofp i32 %7 to double
  %35 = fdiv double %.027.lcssa, %34
  %36 = fptoui double %35 to i8
  ret i8 %36

.loopexit:                                        ; preds = %scalar.ph, %middle.block
  %.lcssa = phi i32 [ %32, %middle.block ], [ %44, %scalar.ph ]
  %scevgep40 = getelementptr i8, ptr %.02535, i64 %19
  %37 = getelementptr inbounds i8, ptr %scevgep, i64 %18
  %38 = add nuw nsw i32 %.02337, 1
  %exitcond41.not = icmp eq i32 %38, %9
  br i1 %exitcond41.not, label %._crit_edge.loopexit, label %.preheader, !llvm.loop !12

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.preheader, %scalar.ph
  %.033 = phi i32 [ %47, %scalar.ph ], [ %.033.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %.132 = phi ptr [ %45, %scalar.ph ], [ %.132.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %.12631 = phi ptr [ %46, %scalar.ph ], [ %.12631.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %.12830 = phi i32 [ %44, %scalar.ph ], [ %.12830.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %39 = load i8, ptr %.132, align 1, !tbaa !5
  %40 = zext i8 %39 to i32
  %41 = load i8, ptr %.12631, align 1, !tbaa !5
  %42 = zext i8 %41 to i32
  %43 = mul nuw nsw i32 %42, %40
  %44 = add i32 %43, %.12830
  %45 = getelementptr inbounds i8, ptr %.132, i64 1
  %46 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12631, i64 1
  %47 = add nuw nsw i32 %.033, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %47, %9
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit, label %scalar.ph, !llvm.loop !13
}

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

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(read, 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 = !{!"omnipotent char", !7, i64 0}
!7 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!8 = distinct !{!8, !9, !10, !11}
!9 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!10 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!11 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!12 = distinct !{!12, !9}
!13 = distinct !{!13, !9, !11, !10}


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