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

25:                                               ; preds = %36, %5
  %26 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %27 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp ult i32 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %39

29:                                               ; preds = %25
  %30 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %32 = zext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %30, i64 %32
  %34 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %33, i32 0, i32 0
  %35 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %33, i32 0, i32 1
  store float 0.000000e+00, ptr %34, align 4
  store float 0.000000e+00, ptr %35, align 4
  br label %36

36:                                               ; preds = %29
  %37 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %38 = add i32 %37, 1
  store i32 %38, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %25, !llvm.loop !11

39:                                               ; preds = %25
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #2
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %40

40:                                               ; preds = %102, %39
  %41 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %43 = icmp ult i32 %41, %42
  br i1 %43, label %44, label %105

44:                                               ; preds = %40
  store i32 0, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %45

45:                                               ; preds = %98, %44
  %46 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %47 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %48 = icmp ult i32 %46, %47
  br i1 %48, label %49, label %101

49:                                               ; preds = %45
  %50 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %52 = zext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %50, i64 %52
  %54 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %53, i32 0, i32 0
  %55 = load float, ptr %54, align 4
  %56 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %53, i32 0, i32 1
  %57 = load float, ptr %56, align 4
  %58 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %60 = zext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %58, i64 %60
  %62 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %61, i32 0, i32 0
  %63 = load float, ptr %62, align 4
  %64 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %61, i32 0, i32 1
  %65 = load float, ptr %64, align 4
  %66 = fmul float %55, %63
  %67 = fmul float %57, %65
  %68 = fmul float %55, %65
  %69 = fmul float %57, %63
  %70 = fsub float %66, %67
  %71 = fadd float %68, %69
  %72 = fcmp uno float %70, %70
  br i1 %72, label %73, label %81, !prof !13

73:                                               ; preds = %49
  %74 = fcmp uno float %71, %71
  br i1 %74, label %75, label %81, !prof !13

75:                                               ; preds = %73
  %76 = call <2 x float> @__mulsc3(float noundef %55, float noundef %57, float noundef %63, float noundef %65) #2
  store <2 x float> %76, ptr %16, align 4
  %77 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %16, i32 0, i32 0
  %78 = load float, ptr %77, align 4
  %79 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %16, i32 0, i32 1
  %80 = load float, ptr %79, align 4
  br label %81

81:                                               ; preds = %75, %73, %49
  %82 = phi float [ %70, %49 ], [ %70, %73 ], [ %78, %75 ]
  %83 = phi float [ %71, %49 ], [ %71, %73 ], [ %80, %75 ]
  %84 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %86 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %87 = add i32 %85, %86
  %88 = zext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %84, i64 %88
  %90 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %89, i32 0, i32 0
  %91 = load float, ptr %90, align 4
  %92 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %89, i32 0, i32 1
  %93 = load float, ptr %92, align 4
  %94 = fadd float %91, %82
  %95 = fadd float %93, %83
  %96 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %89, i32 0, i32 0
  %97 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %89, i32 0, i32 1
  store float %94, ptr %96, align 4
  store float %95, ptr %97, align 4
  br label %98

98:                                               ; preds = %81
  %99 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %100 = add i32 %99, 1
  store i32 %100, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %45, !llvm.loop !14

101:                                              ; preds = %45
  br label %102

102:                                              ; preds = %101
  %103 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %104 = add i32 %103, 1
  store i32 %104, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %40, !llvm.loop !15

105:                                              ; preds = %40
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #2
  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
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  ret i32 0
}

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 = { 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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = !{!"branch_weights", i32 1, i32 1048575}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !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"

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @polycf_mul(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef readonly %2, i32 noundef %3, ptr nocapture noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = add i32 %1, 1
  %7 = add i32 %3, 1
  %8 = sub i32 0, %3
  %.not = icmp eq i32 %6, %8
  br i1 %.not, label %.preheader22, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %5
  %9 = add i32 %3, %1
  %10 = zext i32 %9 to i64
  %11 = shl nuw nsw i64 %10, 3
  %12 = add nuw nsw i64 %11, 8
  tail call void @llvm.memset.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %4, i8 0, i64 %12, i1 false)
  br label %.preheader22

.preheader22:                                     ; preds = %.lr.ph.preheader, %5
  %.not28 = icmp eq i32 %6, 0
  %.not29 = icmp eq i32 %7, 0
  %or.cond = or i1 %.not28, %.not29
  br i1 %or.cond, label %._crit_edge27, label %.preheader.us.preheader

.preheader.us.preheader:                          ; preds = %.preheader22
  %wide.trip.count36 = zext i32 %6 to i64
  %wide.trip.count = zext i32 %7 to i64
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.us.preheader, %._crit_edge.us
  %indvars.iv33 = phi i64 [ 0, %.preheader.us.preheader ], [ %indvars.iv.next34, %._crit_edge.us ]
  %13 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %0, i64 %indvars.iv33
  br label %14

14:                                               ; preds = %.preheader.us, %39
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.preheader.us ], [ %indvars.iv.next, %39 ]
  %15 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %2, i64 %indvars.iv
  %16 = load float, ptr %15, align 4
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %15, i64 4
  %18 = load float, ptr %17, align 4
  %19 = load <2 x float>, ptr %13, align 4
  %20 = insertelement <2 x float> poison, float %18, i64 0
  %21 = shufflevector <2 x float> %20, <2 x float> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %22 = fmul <2 x float> %19, %21
  %23 = shufflevector <2 x float> %22, <2 x float> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  %24 = insertelement <2 x float> poison, float %16, i64 0
  %25 = shufflevector <2 x float> %24, <2 x float> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %26 = fmul <2 x float> %19, %25
  %27 = fsub <2 x float> %26, %23
  %28 = fadd <2 x float> %26, %23
  %29 = shufflevector <2 x float> %27, <2 x float> %28, <2 x i32> <i32 0, i32 3>
  %30 = extractelement <2 x float> %27, i64 0
  %31 = fcmp uno float %30, 0.000000e+00
  br i1 %31, label %32, label %39, !prof !5

32:                                               ; preds = %14
  %33 = extractelement <2 x float> %28, i64 1
  %34 = fcmp uno float %33, 0.000000e+00
  br i1 %34, label %35, label %39, !prof !5

35:                                               ; preds = %32
  %36 = extractelement <2 x float> %19, i64 0
  %37 = extractelement <2 x float> %19, i64 1
  %38 = tail call <2 x float> @__mulsc3(float noundef %36, float noundef %37, float noundef %16, float noundef %18) #2
  br label %39

39:                                               ; preds = %35, %32, %14
  %40 = phi <2 x float> [ %29, %14 ], [ %29, %32 ], [ %38, %35 ]
  %41 = add nuw i64 %indvars.iv, %indvars.iv33
  %42 = and i64 %41, 4294967295
  %43 = getelementptr inbounds { float, float }, ptr %4, i64 %42
  %44 = load <2 x float>, ptr %43, align 4
  %45 = fadd <2 x float> %40, %44
  store <2 x float> %45, ptr %43, align 4
  %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 %14, !llvm.loop !6

._crit_edge.us:                                   ; preds = %39
  %indvars.iv.next34 = add nuw nsw i64 %indvars.iv33, 1
  %exitcond37.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next34, %wide.trip.count36
  br i1 %exitcond37.not, label %._crit_edge27, label %.preheader.us, !llvm.loop !8

._crit_edge27:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %.preheader22
  ret i32 0
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #1

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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
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 = !{!"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,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SLPVectorizerPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass