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

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

; 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 i32 @get_pixel(ptr noundef %0, float noundef %1, float noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca float, align 4
  %6 = alloca float, align 4
  %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
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store float %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store float %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %15 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %15, i32 0, i32 0
  %17 = load i32, ptr %16, align 8, !tbaa !11
  %18 = uitofp i32 %17 to float
  %19 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %20 = fmul float %18, %19
  %21 = fptosi float %20 to i32
  store i32 %21, ptr %7, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %22 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %22, i32 0, i32 1
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !15
  %25 = uitofp i32 %24 to float
  %26 = load float, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %27 = fmul float %25, %26
  %28 = fptosi float %27 to i32
  store i32 %28, ptr %8, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %29 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %29, i32 0, i32 3
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !16
  store i32 %31, ptr %9, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %32 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !14
  %33 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %33, i32 0, i32 0
  %35 = load i32, ptr %34, align 8, !tbaa !11
  %36 = mul i32 %32, %35
  %37 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !14
  %38 = add i32 %36, %37
  store i32 %38, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !14
  %39 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !14
  %40 = icmp eq i32 %39, 1
  br i1 %40, label %41, label %50

41:                                               ; preds = %3
  %42 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %42, i32 0, i32 4
  %44 = load ptr, ptr %43, align 8, !tbaa !17
  %45 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i8, ptr %44, i64 %46
  %48 = load i8, ptr %47, align 1, !tbaa !18
  %49 = zext i8 %48 to i32
  store i32 %49, ptr %11, align 4, !tbaa !14
  br label %107

50:                                               ; preds = %3
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !14
  %52 = icmp eq i32 %51, 3
  br i1 %52, label %53, label %94

53:                                               ; preds = %50
  %54 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !14
  %55 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %56 = mul nsw i32 %55, %54
  store i32 %56, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %57 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %58 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %57, i32 0, i32 4
  %59 = load ptr, ptr %58, align 8, !tbaa !17
  %60 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %61 = add nsw i32 %60, 0
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds i8, ptr %59, i64 %62
  %64 = load i8, ptr %63, align 1, !tbaa !18
  %65 = zext i8 %64 to i32
  store i32 %65, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  %66 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %67 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %66, i32 0, i32 4
  %68 = load ptr, ptr %67, align 8, !tbaa !17
  %69 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %70 = add nsw i32 %69, 1
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i8, ptr %68, i64 %71
  %73 = load i8, ptr %72, align 1, !tbaa !18
  %74 = zext i8 %73 to i32
  store i32 %74, ptr %13, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  %75 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %76 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %75, i32 0, i32 4
  %77 = load ptr, ptr %76, align 8, !tbaa !17
  %78 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %79 = add nsw i32 %78, 2
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i8, ptr %77, i64 %80
  %82 = load i8, ptr %81, align 1, !tbaa !18
  %83 = zext i8 %82 to i32
  store i32 %83, ptr %14, align 4, !tbaa !14
  %84 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !14
  %85 = and i32 %84, 255
  %86 = shl i32 %85, 16
  %87 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !14
  %88 = and i32 %87, 255
  %89 = shl i32 %88, 8
  %90 = add i32 %86, %89
  %91 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !14
  %92 = and i32 %91, 255
  %93 = add i32 %90, %92
  store i32 %93, ptr %11, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %106

94:                                               ; preds = %50
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !14
  %96 = icmp eq i32 %95, 4
  br i1 %96, label %97, label %105

97:                                               ; preds = %94
  %98 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %99 = getelementptr inbounds %struct.SImage, ptr %98, i32 0, i32 4
  %100 = load ptr, ptr %99, align 8, !tbaa !17
  %101 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !14
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds i32, ptr %100, i64 %102
  %104 = load i32, ptr %103, align 4, !tbaa !14
  store i32 %104, ptr %11, align 4, !tbaa !14
  br label %105

105:                                              ; preds = %97, %94
  br label %106

106:                                              ; preds = %105, %53
  br label %107

107:                                              ; preds = %106, %41
  %108 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !14
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  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
  ret i32 %108
}

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 = !{!"float", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !13, i64 0}
!12 = !{!"SImage", !13, i64 0, !13, i64 4, !13, i64 8, !13, i64 12, !6, i64 16}
!13 = !{!"int", !7, i64 0}
!14 = !{!13, !13, i64 0}
!15 = !{!12, !13, i64 4}
!16 = !{!12, !13, i64 12}
!17 = !{!12, !6, i64 16}
!18 = !{!7, !7, i64 0}


; 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(read, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local i32 @get_pixel(ptr nocapture noundef readonly %0, float noundef %1, float noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %5 = uitofp i32 %4 to float
  %6 = fmul float %5, %1
  %7 = fptosi float %6 to i32
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %10 = uitofp i32 %9 to float
  %11 = fmul float %10, %2
  %12 = fptosi float %11 to i32
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  %15 = mul i32 %4, %12
  %16 = add i32 %15, %7
  switch i32 %14, label %48 [
    i32 1, label %17
    i32 3, label %24
    i32 4, label %42
  ]

17:                                               ; preds = %3
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %19 = load ptr, ptr %18, align 8, !tbaa !13
  %20 = sext i32 %16 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %19, i64 %20
  %22 = load i8, ptr %21, align 1, !tbaa !14
  %23 = zext i8 %22 to i32
  br label %48

24:                                               ; preds = %3
  %25 = mul nsw i32 %16, 3
  %26 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %27 = load ptr, ptr %26, align 8, !tbaa !13
  %28 = sext i32 %25 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i8, ptr %27, i64 %28
  %30 = load i8, ptr %29, align 1, !tbaa !14
  %31 = zext i8 %30 to i32
  %32 = getelementptr i8, ptr %29, i64 1
  %33 = load i8, ptr %32, align 1, !tbaa !14
  %34 = zext i8 %33 to i32
  %35 = getelementptr i8, ptr %29, i64 2
  %36 = load i8, ptr %35, align 1, !tbaa !14
  %37 = zext i8 %36 to i32
  %38 = shl nuw nsw i32 %31, 16
  %39 = shl nuw nsw i32 %34, 8
  %40 = or disjoint i32 %39, %38
  %41 = or disjoint i32 %40, %37
  br label %48

42:                                               ; preds = %3
  %43 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %44 = load ptr, ptr %43, align 8, !tbaa !13
  %45 = sext i32 %16 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !15
  br label %48

48:                                               ; preds = %3, %24, %42, %17
  %.0 = phi i32 [ %23, %17 ], [ %41, %24 ], [ %47, %42 ], [ 0, %3 ]
  ret i32 %.0
}

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

!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 = !{!"SImage", !7, i64 0, !7, i64 4, !7, i64 8, !7, i64 12, !10, i64 16}
!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, !7, i64 12}
!13 = !{!6, !10, i64 16}
!14 = !{!8, !8, i64 0}
!15 = !{!7, !7, i64 0}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass