; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @getGradientsAndDirections(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) #0 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca [9 x i32], align 16
  %12 = alloca [9 x i32], align 16
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  %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
  %23 = alloca i32, align 4
  %24 = alloca i32, align 4
  %25 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store ptr %4, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 36, ptr %11) #4
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 16 %11, i8 0, i64 36, i1 false)
  %26 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %11, i32 0, i32 0
  store i32 -1, ptr %26, align 16
  %27 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %11, i32 0, i32 2
  store i32 1, ptr %27, align 8
  %28 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %11, i32 0, i32 3
  store i32 -2, ptr %28, align 4
  %29 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %11, i32 0, i32 5
  store i32 2, ptr %29, align 4
  %30 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %11, i32 0, i32 6
  store i32 -1, ptr %30, align 8
  %31 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %11, i32 0, i32 8
  store i32 1, ptr %31, align 16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 36, ptr %12) #4
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 16 %12, i8 0, i64 36, i1 false)
  %32 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %12, i32 0, i32 0
  store i32 1, ptr %32, align 16
  %33 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %12, i32 0, i32 1
  store i32 2, ptr %33, align 4
  %34 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %12, i32 0, i32 2
  store i32 1, ptr %34, align 8
  %35 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %12, i32 0, i32 6
  store i32 -1, ptr %35, align 8
  %36 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %12, i32 0, i32 7
  store i32 -2, ptr %36, align 4
  %37 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %12, i32 0, i32 8
  store i32 -1, ptr %37, align 16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #4
  store i32 3, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #4
  %38 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %39 = ashr i32 %38, 1
  store i32 %39, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #4
  %40 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  store i32 %40, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %16) #4
  %41 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %44 = mul i32 %42, %43
  %45 = add i32 %41, %44
  store i32 %45, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %17) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %18) #4
  %46 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %48 = mul i32 %46, %47
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %51 = mul i32 %49, %50
  %52 = mul i32 %51, 2
  %53 = sub i32 %48, %52
  store i32 %53, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  br label %54

54:                                               ; preds = %144, %5
  %55 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %56 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %57 = icmp ult i32 %55, %56
  br i1 %57, label %58, label %147

58:                                               ; preds = %54
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %19) #4
  store i32 0, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %20) #4
  store i32 0, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %21) #4
  %59 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %60 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %61 = sub nsw i32 %59, %60
  %62 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %63 = sub nsw i32 0, %62
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %65 = mul i32 %63, %64
  %66 = add i32 %61, %65
  store i32 %66, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %22) #4
  store i32 0, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %23) #4
  store i32 0, ptr %23, align 4, !tbaa !9
  br label %67

67:                                               ; preds = %118, %58
  %68 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !9
  %69 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %70 = icmp slt i32 %68, %69
  br i1 %70, label %72, label %71

71:                                               ; preds = %67
  store i32 5, ptr %24, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %23) #4
  br label %121

72:                                               ; preds = %67
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %25) #4
  store i32 0, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  br label %73

73:                                               ; preds = %109, %72
  %74 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  %75 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %76 = icmp slt i32 %74, %75
  br i1 %76, label %78, label %77

77:                                               ; preds = %73
  store i32 8, ptr %24, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %25) #4
  br label %112

78:                                               ; preds = %73
  %79 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i8, ptr %79, i64 %81
  %83 = load i8, ptr %82, align 1, !tbaa !11
  %84 = zext i8 %83 to i32
  %85 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %11, i64 0, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %89 = mul nsw i32 %84, %88
  %90 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %91 = add nsw i32 %90, %89
  store i32 %91, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %92 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %94 = sext i32 %93 to i64
  %95 = getelementptr inbounds i8, ptr %92, i64 %94
  %96 = load i8, ptr %95, align 1, !tbaa !11
  %97 = zext i8 %96 to i32
  %98 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %12, i64 0, i64 %99
  %101 = load i32, ptr %100, align 4, !tbaa !9
  %102 = mul nsw i32 %97, %101
  %103 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %104 = add nsw i32 %103, %102
  store i32 %104, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %105 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %106 = add nsw i32 %105, 1
  store i32 %106, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %107 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  %108 = add nsw i32 %107, 1
  store i32 %108, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  br label %109

109:                                              ; preds = %78
  %110 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  %111 = add nsw i32 %110, 1
  store i32 %111, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  br label %73, !llvm.loop !12

112:                                              ; preds = %77
  %113 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %114 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %115 = sub i32 %113, %114
  %116 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %117 = add i32 %116, %115
  store i32 %117, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  br label %118

118:                                              ; preds = %112
  %119 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !9
  %120 = add nsw i32 %119, 1
  store i32 %120, ptr %23, align 4, !tbaa !9
  br label %67, !llvm.loop !14

121:                                              ; preds = %71
  %122 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %123 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %124 = mul nsw i32 %122, %123
  %125 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %126 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %127 = mul nsw i32 %125, %126
  %128 = add nsw i32 %124, %127
  %129 = sitofp i32 %128 to double
  %130 = call double @sqrt(double noundef %129) #4
  %131 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %132 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %133 = sext i32 %132 to i64
  %134 = getelementptr inbounds double, ptr %131, i64 %133
  store double %130, ptr %134, align 8, !tbaa !15
  %135 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %136 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %137 = call zeroext i8 @decodeSegment(i32 noundef %135, i32 noundef %136)
  %138 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %139 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %140 = sext i32 %139 to i64
  %141 = getelementptr inbounds i8, ptr %138, i64 %140
  store i8 %137, ptr %141, align 1, !tbaa !11
  %142 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %143 = add nsw i32 %142, 1
  store i32 %143, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %22) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %21) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %20) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %19) #4
  br label %144

144:                                              ; preds = %121
  %145 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %146 = add i32 %145, 1
  store i32 %146, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  br label %54, !llvm.loop !17

147:                                              ; preds = %54
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %18) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %17) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %16) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 36, ptr %12) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 36, ptr %11) #4
  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 nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nounwind
declare double @sqrt(double noundef) #3

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local zeroext i8 @decodeSegment(i32 noundef, i32 noundef) #0

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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
attributes #3 = { nounwind "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 #4 = { 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}
!15 = !{!16, !16, i64 0}
!16 = !{!"double", !7, i64 0}
!17 = distinct !{!17, !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: nounwind uwtable
define dso_local void @getGradientsAndDirections(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr nocapture noundef writeonly %3, ptr nocapture noundef writeonly %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = add i32 %2, -2
  %7 = mul i32 %6, %1
  %.not = icmp eq i32 %7, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %5
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %0, i64 1
  %invariant.gep88 = getelementptr i8, ptr %0, i64 2
  %invariant.gep90 = getelementptr i8, ptr %0, i64 2
  %invariant.gep92 = getelementptr i8, ptr %0, i64 1
  %invariant.gep94 = getelementptr i8, ptr %0, i64 2
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph, %.preheader
  %.053.in67 = phi i32 [ %1, %.lr.ph ], [ %.05368, %.preheader ]
  %.05466 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %54, %.preheader ]
  %8 = sub i32 %.053.in67, %1
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 %9
  %11 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !5
  %12 = zext i8 %11 to i32
  %gep = getelementptr i8, ptr %invariant.gep, i64 %9
  %13 = load i8, ptr %gep, align 1, !tbaa !5
  %14 = zext i8 %13 to i32
  %15 = shl nuw nsw i32 %14, 1
  %16 = add nuw nsw i32 %15, %12
  %gep89 = getelementptr i8, ptr %invariant.gep88, i64 %9
  %17 = load i8, ptr %gep89, align 1, !tbaa !5
  %18 = zext i8 %17 to i32
  %19 = add nuw nsw i32 %16, %18
  %20 = sext i32 %.053.in67 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 %20
  %22 = load i8, ptr %21, align 1, !tbaa !5
  %23 = zext i8 %22 to i32
  %24 = shl nuw nsw i32 %23, 1
  %25 = add nuw nsw i32 %24, %12
  %gep91 = getelementptr i8, ptr %invariant.gep90, i64 %20
  %26 = load i8, ptr %gep91, align 1, !tbaa !5
  %27 = zext i8 %26 to i32
  %28 = shl nuw nsw i32 %27, 1
  %29 = add i32 %.053.in67, %1
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 %30
  %32 = load i8, ptr %31, align 1, !tbaa !5
  %33 = zext i8 %32 to i32
  %34 = add nuw nsw i32 %28, %18
  %35 = add nuw nsw i32 %25, %33
  %36 = sub nsw i32 %34, %35
  %gep93 = getelementptr i8, ptr %invariant.gep92, i64 %30
  %37 = load i8, ptr %gep93, align 1, !tbaa !5
  %38 = zext i8 %37 to i32
  %39 = shl nuw nsw i32 %38, 1
  %40 = add nuw nsw i32 %39, %33
  %gep95 = getelementptr i8, ptr %invariant.gep94, i64 %30
  %41 = load i8, ptr %gep95, align 1, !tbaa !5
  %42 = zext i8 %41 to i32
  %43 = add nsw i32 %36, %42
  %44 = add nuw nsw i32 %40, %42
  %45 = sub nsw i32 %19, %44
  %.05368 = add i32 %.053.in67, 1
  %46 = mul nsw i32 %43, %43
  %47 = mul nsw i32 %45, %45
  %48 = add nuw nsw i32 %47, %46
  %49 = uitofp nneg i32 %48 to double
  %sqrt = tail call double @llvm.sqrt.f64(double %49)
  %50 = sext i32 %.05368 to i64
  %51 = getelementptr inbounds double, ptr %3, i64 %50
  store double %sqrt, ptr %51, align 8, !tbaa !8
  %52 = tail call zeroext i8 @decodeSegment(i32 noundef %43, i32 noundef %45)
  %53 = getelementptr inbounds i8, ptr %4, i64 %50
  store i8 %52, ptr %53, align 1, !tbaa !5
  %54 = add nuw i32 %.05466, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %54, %7
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.preheader, !llvm.loop !10

._crit_edge:                                      ; preds = %.preheader, %5
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local zeroext i8 @decodeSegment(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.sqrt.f64(double) #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 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 = !{!9, !9, i64 0}
!9 = !{!"double", !6, i64 0}
!10 = distinct !{!10, !11}
!11 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: AggressiveInstCombinePass,BDCEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass