; LLVM IR from jgaeddert/liquid-dsp :: src/math/src (polycf)

; 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

declare <2 x float> @__mulsc3(float, float, float, float)

; 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 @polycf_fit(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, i32 noundef %4) #1 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca { float, float }, align 4
  %16 = alloca { float, float }, align 4
  %17 = alloca i64, align 8
  %18 = alloca i64, align 8
  %19 = alloca i64, align 8
  %20 = alloca i64, align 8
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 %4, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %23 = mul i32 %21, %22
  %24 = zext i32 %23 to i64
  %25 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %25, ptr %11, align 8
  %26 = alloca { float, float }, i64 %24, align 16
  store i64 %24, ptr %12, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %15) #5
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %27

27:                                               ; preds = %88, %5
  %28 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %30 = icmp ult i32 %28, %29
  br i1 %30, label %31, label %91

31:                                               ; preds = %27
  %32 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %15, i32 0, i32 0
  %33 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %15, i32 0, i32 1
  store float 1.000000e+00, ptr %32, align 4
  store float 0.000000e+00, ptr %33, align 4
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %34

34:                                               ; preds = %84, %31
  %35 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %36 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %37 = icmp ult i32 %35, %36
  br i1 %37, label %38, label %87

38:                                               ; preds = %34
  %39 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %15, i32 0, i32 0
  %40 = load float, ptr %39, align 4
  %41 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %15, i32 0, i32 1
  %42 = load float, ptr %41, align 4
  %43 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %45 = mul i32 %43, %44
  %46 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %47 = add i32 %45, %46
  %48 = zext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %26, i64 %48
  %50 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %49, i32 0, i32 0
  %51 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %49, i32 0, i32 1
  store float %40, ptr %50, align 8
  store float %42, ptr %51, align 4
  %52 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %54 = zext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %52, i64 %54
  %56 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %55, i32 0, i32 0
  %57 = load float, ptr %56, align 4
  %58 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %55, i32 0, i32 1
  %59 = load float, ptr %58, align 4
  %60 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %15, i32 0, i32 0
  %61 = load float, ptr %60, align 4
  %62 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %15, i32 0, i32 1
  %63 = load float, ptr %62, align 4
  %64 = fmul float %61, %57
  %65 = fmul float %63, %59
  %66 = fmul float %61, %59
  %67 = fmul float %63, %57
  %68 = fsub float %64, %65
  %69 = fadd float %66, %67
  %70 = fcmp uno float %68, %68
  br i1 %70, label %71, label %79, !prof !11

71:                                               ; preds = %38
  %72 = fcmp uno float %69, %69
  br i1 %72, label %73, label %79, !prof !11

73:                                               ; preds = %71
  %74 = call <2 x float> @__mulsc3(float noundef %61, float noundef %63, float noundef %57, float noundef %59) #5
  store <2 x float> %74, ptr %16, align 4
  %75 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %16, i32 0, i32 0
  %76 = load float, ptr %75, align 4
  %77 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %16, i32 0, i32 1
  %78 = load float, ptr %77, align 4
  br label %79

79:                                               ; preds = %73, %71, %38
  %80 = phi float [ %68, %38 ], [ %68, %71 ], [ %76, %73 ]
  %81 = phi float [ %69, %38 ], [ %69, %71 ], [ %78, %73 ]
  %82 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %15, i32 0, i32 0
  %83 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %15, i32 0, i32 1
  store float %80, ptr %82, align 4
  store float %81, ptr %83, align 4
  br label %84

84:                                               ; preds = %79
  %85 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %86 = add i32 %85, 1
  store i32 %86, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %34, !llvm.loop !12

87:                                               ; preds = %34
  br label %88

88:                                               ; preds = %87
  %89 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %90 = add i32 %89, 1
  store i32 %90, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %27, !llvm.loop !14

91:                                               ; preds = %27
  %92 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %94 = mul i32 %92, %93
  %95 = zext i32 %94 to i64
  %96 = alloca { float, float }, i64 %95, align 16
  store i64 %95, ptr %17, align 8
  %97 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %98 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %99 = mul i32 %97, %98
  %100 = zext i32 %99 to i64
  %101 = mul i64 %100, 8
  call void @llvm.memmove.p0.p0.i64(ptr align 16 %96, ptr align 16 %26, i64 %101, i1 false)
  %102 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %103 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %104 = call i32 @matrixcf_trans(ptr noundef %96, i32 noundef %102, i32 noundef %103)
  %105 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %106 = zext i32 %105 to i64
  %107 = alloca { float, float }, i64 %106, align 16
  store i64 %106, ptr %18, align 8
  %108 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %109 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %110 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %111 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %113 = call i32 @matrixcf_mul(ptr noundef %96, i32 noundef %108, i32 noundef %109, ptr noundef %110, i32 noundef %111, i32 noundef 1, ptr noundef %107, i32 noundef %112, i32 noundef 1)
  %114 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %115 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %116 = mul i32 %114, %115
  %117 = zext i32 %116 to i64
  %118 = alloca { float, float }, i64 %117, align 16
  store i64 %117, ptr %19, align 8
  %119 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %120 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %121 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %122 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %123 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %124 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %125 = call i32 @matrixcf_mul(ptr noundef %96, i32 noundef %119, i32 noundef %120, ptr noundef %26, i32 noundef %121, i32 noundef %122, ptr noundef %118, i32 noundef %123, i32 noundef %124)
  %126 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %127 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %128 = mul i32 %126, %127
  %129 = zext i32 %128 to i64
  %130 = alloca { float, float }, i64 %129, align 16
  store i64 %129, ptr %20, align 8
  %131 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %132 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %133 = mul i32 %131, %132
  %134 = zext i32 %133 to i64
  %135 = mul i64 %134, 8
  call void @llvm.memmove.p0.p0.i64(ptr align 16 %130, ptr align 16 %118, i64 %135, i1 false)
  %136 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %137 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %138 = call i32 @matrixcf_inv(ptr noundef %130, i32 noundef %136, i32 noundef %137)
  %139 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %140 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %141 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %142 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %143 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %144 = call i32 @matrixcf_mul(ptr noundef %130, i32 noundef %139, i32 noundef %140, ptr noundef %107, i32 noundef %141, i32 noundef 1, ptr noundef %142, i32 noundef %143, i32 noundef 1)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #5
  %145 = load ptr, ptr %11, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %145)
  ret i32 0
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memmove.p0.p0.i64(ptr nocapture writeonly, ptr nocapture readonly, i64, i1 immarg) #3

declare i32 @matrixcf_trans(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #4

declare i32 @matrixcf_mul(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef, ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef, ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #4

declare i32 @matrixcf_inv(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #4

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #2

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { nounwind uwtable "min-legal-vector-width"="64" "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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #3 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #4 = { "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 #5 = { 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 = !{!"branch_weights", i32 1, i32 1048575}
!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"

declare <2 x float> @__mulsc3(float, float, float, float) local_unnamed_addr

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @polycf_fit(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, i32 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = mul i32 %4, %2
  %7 = zext i32 %6 to i64
  %8 = alloca { float, float }, i64 %7, align 16
  %.not = icmp eq i32 %2, 0
  %.not55 = icmp eq i32 %4, 0
  %or.cond = or i1 %.not, %.not55
  br i1 %or.cond, label %._crit_edge54, label %.preheader.us.preheader

.preheader.us.preheader:                          ; preds = %5
  %wide.trip.count61 = zext i32 %2 to i64
  %wide.trip.count = zext i32 %4 to i64
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.us.preheader, %._crit_edge.us
  %indvars.iv58 = phi i64 [ 0, %.preheader.us.preheader ], [ %indvars.iv.next59, %._crit_edge.us ]
  %9 = trunc nuw i64 %indvars.iv58 to i32
  %10 = mul i32 %9, %4
  %11 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %0, i64 %indvars.iv58
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %11, i64 4
  br label %13

13:                                               ; preds = %.preheader.us, %32
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.preheader.us ], [ %indvars.iv.next, %32 ]
  %.sroa.6.051.us = phi float [ 0.000000e+00, %.preheader.us ], [ %34, %32 ]
  %.sroa.01.050.us = phi float [ 1.000000e+00, %.preheader.us ], [ %33, %32 ]
  %14 = trunc nuw i64 %indvars.iv to i32
  %15 = add i32 %10, %14
  %16 = zext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %8, i64 %16
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %17, i64 4
  store float %.sroa.01.050.us, ptr %17, align 8
  store float %.sroa.6.051.us, ptr %18, align 4
  %19 = load float, ptr %11, align 4
  %20 = load float, ptr %12, align 4
  %21 = fmul float %.sroa.01.050.us, %19
  %22 = fmul float %.sroa.6.051.us, %20
  %23 = fmul float %.sroa.01.050.us, %20
  %24 = fmul float %.sroa.6.051.us, %19
  %25 = fsub float %21, %22
  %26 = fadd float %24, %23
  %27 = fcmp uno float %25, 0.000000e+00
  br i1 %27, label %28, label %32, !prof !5

28:                                               ; preds = %13
  %29 = fcmp uno float %26, 0.000000e+00
  br i1 %29, label %30, label %32, !prof !5

30:                                               ; preds = %28
  %31 = tail call <2 x float> @__mulsc3(float noundef %.sroa.01.050.us, float noundef %.sroa.6.051.us, float noundef %19, float noundef %20) #3
  %.sroa.0.0.vec.extract.us = extractelement <2 x float> %31, i64 0
  %.sroa.0.4.vec.extract.us = extractelement <2 x float> %31, i64 1
  br label %32

32:                                               ; preds = %30, %28, %13
  %33 = phi float [ %25, %13 ], [ %25, %28 ], [ %.sroa.0.0.vec.extract.us, %30 ]
  %34 = phi float [ %26, %13 ], [ %26, %28 ], [ %.sroa.0.4.vec.extract.us, %30 ]
  %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 %13, !llvm.loop !6

._crit_edge.us:                                   ; preds = %32
  %indvars.iv.next59 = add nuw nsw i64 %indvars.iv58, 1
  %exitcond62.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next59, %wide.trip.count61
  br i1 %exitcond62.not, label %._crit_edge54, label %.preheader.us, !llvm.loop !8

._crit_edge54:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %5
  %35 = alloca { float, float }, i64 %7, align 16
  %36 = shl nuw nsw i64 %7, 3
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr nonnull align 16 %35, ptr nonnull align 16 %8, i64 %36, i1 false)
  %37 = call i32 @matrixcf_trans(ptr noundef nonnull %35, i32 noundef %2, i32 noundef %4) #3
  %38 = zext i32 %4 to i64
  %39 = alloca { float, float }, i64 %38, align 16
  %40 = call i32 @matrixcf_mul(ptr noundef nonnull %35, i32 noundef %4, i32 noundef %2, ptr noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef 1, ptr noundef nonnull %39, i32 noundef %4, i32 noundef 1) #3
  %41 = mul i32 %4, %4
  %42 = zext i32 %41 to i64
  %43 = alloca { float, float }, i64 %42, align 16
  %44 = call i32 @matrixcf_mul(ptr noundef nonnull %35, i32 noundef %4, i32 noundef %2, ptr noundef nonnull %8, i32 noundef %2, i32 noundef %4, ptr noundef nonnull %43, i32 noundef %4, i32 noundef %4) #3
  %45 = alloca { float, float }, i64 %42, align 16
  %46 = shl nuw nsw i64 %42, 3
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr nonnull align 16 %45, ptr nonnull align 16 %43, i64 %46, i1 false)
  %47 = call i32 @matrixcf_inv(ptr noundef nonnull %45, i32 noundef %4, i32 noundef %4) #3
  %48 = call i32 @matrixcf_mul(ptr noundef nonnull %45, i32 noundef %4, i32 noundef %4, ptr noundef nonnull %39, i32 noundef %4, i32 noundef 1, ptr noundef %3, i32 noundef %4, i32 noundef 1) #3
  ret i32 0
}

declare i32 @matrixcf_trans(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

declare i32 @matrixcf_mul(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef, ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef, ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

declare i32 @matrixcf_inv(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #2

attributes #0 = { nounwind uwtable "min-legal-vector-width"="64" "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 = { "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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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 = !{!"branch_weights", i32 1, i32 1048575}
!6 = distinct !{!6, !7}
!7 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!8 = distinct !{!8, !7}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,MemCpyOptPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass