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

; 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 { double, double } @__muldc3(double, double, double, double)

; 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 @polyc_expandroots(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %11 = icmp eq i32 %10, 0
  br i1 %11, label %12, label %17

12:                                               ; preds = %3
  %13 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %13, i64 0
  %15 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %14, i32 0, i32 0
  %16 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %14, i32 0, i32 1
  store double 0.000000e+00, ptr %15, align 8
  store double 0.000000e+00, ptr %16, align 8
  store i32 0, ptr %4, align 4
  br label %144

17:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %18

18:                                               ; preds = %34, %17
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %21 = icmp ule i32 %19, %20
  br i1 %21, label %22, label %37

22:                                               ; preds = %18
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %24 = icmp eq i32 %23, 0
  %25 = zext i1 %24 to i64
  %26 = select i1 %24, i32 1, i32 0
  %27 = sitofp i32 %26 to double
  %28 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %28, i64 %30
  %32 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %31, i32 0, i32 0
  %33 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %31, i32 0, i32 1
  store double %27, ptr %32, align 8
  store double 0.000000e+00, ptr %33, align 8
  br label %34

34:                                               ; preds = %22
  %35 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %36 = add nsw i32 %35, 1
  store i32 %36, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %18, !llvm.loop !11

37:                                               ; preds = %18
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %38

38:                                               ; preds = %140, %37
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %40 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %41 = icmp ult i32 %39, %40
  br i1 %41, label %42, label %143

42:                                               ; preds = %38
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = add nsw i32 %43, 1
  store i32 %44, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %45

45:                                               ; preds = %100, %42
  %46 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %47 = icmp sgt i32 %46, 0
  br i1 %47, label %48, label %103

48:                                               ; preds = %45
  %49 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %49, i64 %51
  %53 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %52, i32 0, i32 0
  %54 = load double, ptr %53, align 8
  %55 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %52, i32 0, i32 1
  %56 = load double, ptr %55, align 8
  %57 = fneg double %54
  %58 = fneg double %56
  %59 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %59, i64 %61
  %63 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %62, i32 0, i32 0
  %64 = load double, ptr %63, align 8
  %65 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %62, i32 0, i32 1
  %66 = load double, ptr %65, align 8
  %67 = fmul double %57, %64
  %68 = fmul double %58, %66
  %69 = fmul double %57, %66
  %70 = fmul double %58, %64
  %71 = fsub double %67, %68
  %72 = fadd double %69, %70
  %73 = fcmp uno double %71, %71
  br i1 %73, label %74, label %80, !prof !13

74:                                               ; preds = %48
  %75 = fcmp uno double %72, %72
  br i1 %75, label %76, label %80, !prof !13

76:                                               ; preds = %74
  %77 = call { double, double } @__muldc3(double noundef %57, double noundef %58, double noundef %64, double noundef %66) #2
  %78 = extractvalue { double, double } %77, 0
  %79 = extractvalue { double, double } %77, 1
  br label %80

80:                                               ; preds = %76, %74, %48
  %81 = phi double [ %71, %48 ], [ %71, %74 ], [ %78, %76 ]
  %82 = phi double [ %72, %48 ], [ %72, %74 ], [ %79, %76 ]
  %83 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %85 = sub nsw i32 %84, 1
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %83, i64 %86
  %88 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %87, i32 0, i32 0
  %89 = load double, ptr %88, align 8
  %90 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %87, i32 0, i32 1
  %91 = load double, ptr %90, align 8
  %92 = fadd double %81, %89
  %93 = fadd double %82, %91
  %94 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %94, i64 %96
  %98 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %97, i32 0, i32 0
  %99 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %97, i32 0, i32 1
  store double %92, ptr %98, align 8
  store double %93, ptr %99, align 8
  br label %100

100:                                              ; preds = %80
  %101 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %102 = add nsw i32 %101, -1
  store i32 %102, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %45, !llvm.loop !14

103:                                              ; preds = %45
  %104 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %104, i64 %106
  %108 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %107, i32 0, i32 0
  %109 = load double, ptr %108, align 8
  %110 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %107, i32 0, i32 1
  %111 = load double, ptr %110, align 8
  %112 = fneg double %109
  %113 = fneg double %111
  %114 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %115 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %116 = sext i32 %115 to i64
  %117 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %114, i64 %116
  %118 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %117, i32 0, i32 0
  %119 = load double, ptr %118, align 8
  %120 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %117, i32 0, i32 1
  %121 = load double, ptr %120, align 8
  %122 = fmul double %119, %112
  %123 = fmul double %121, %113
  %124 = fmul double %119, %113
  %125 = fmul double %121, %112
  %126 = fsub double %122, %123
  %127 = fadd double %124, %125
  %128 = fcmp uno double %126, %126
  br i1 %128, label %129, label %135, !prof !13

129:                                              ; preds = %103
  %130 = fcmp uno double %127, %127
  br i1 %130, label %131, label %135, !prof !13

131:                                              ; preds = %129
  %132 = call { double, double } @__muldc3(double noundef %119, double noundef %121, double noundef %112, double noundef %113) #2
  %133 = extractvalue { double, double } %132, 0
  %134 = extractvalue { double, double } %132, 1
  br label %135

135:                                              ; preds = %131, %129, %103
  %136 = phi double [ %126, %103 ], [ %126, %129 ], [ %133, %131 ]
  %137 = phi double [ %127, %103 ], [ %127, %129 ], [ %134, %131 ]
  %138 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %117, i32 0, i32 0
  %139 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %117, i32 0, i32 1
  store double %136, ptr %138, align 8
  store double %137, ptr %139, align 8
  br label %140

140:                                              ; preds = %135
  %141 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %142 = add nsw i32 %141, 1
  store i32 %142, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %38, !llvm.loop !15

143:                                              ; preds = %38
  store i32 0, ptr %4, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %144

144:                                              ; preds = %143, %12
  %145 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %145
}

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 = 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 { double, double } @__muldc3(double, double, double, double) local_unnamed_addr

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @polyc_expandroots(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp eq i32 %1, 0
  br i1 %4, label %6, label %.preheader29.preheader

.preheader29.preheader:                           ; preds = %3
  %5 = add i32 %1, 1
  %wide.trip.count = zext i32 %5 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 4294967294
  br label %.preheader29

6:                                                ; preds = %3
  tail call void @llvm.memset.p0.i64(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(16) %2, i8 0, i64 16, i1 false)
  br label %.loopexit

.preheader29:                                     ; preds = %.preheader29, %.preheader29.preheader
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.preheader29.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %.preheader29 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.preheader29.preheader ], [ %niter.next.1, %.preheader29 ]
  %7 = icmp eq i64 %indvars.iv, 0
  %8 = uitofp i1 %7 to double
  %9 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %2, i64 %indvars.iv
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %9, i64 8
  store double %8, ptr %9, align 8
  store double 0.000000e+00, ptr %10, align 8
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %11 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %2, i64 %indvars.iv.next
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %11, i64 8
  store double 0.000000e+00, ptr %11, align 8
  store double 0.000000e+00, ptr %12, align 8
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.preheader.preheader.unr-lcssa, label %.preheader29, !llvm.loop !5

.preheader.preheader.unr-lcssa:                   ; preds = %.preheader29
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader.preheader, label %.preheader29.epil

.preheader29.epil:                                ; preds = %.preheader.preheader.unr-lcssa
  %13 = icmp eq i64 %indvars.iv.next.1, 0
  %14 = uitofp i1 %13 to double
  %15 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %2, i64 %indvars.iv.next.1
  %16 = getelementptr inbounds i8, ptr %15, i64 8
  store double %14, ptr %15, align 8
  store double 0.000000e+00, ptr %16, align 8
  br label %.preheader.preheader

.preheader.preheader:                             ; preds = %.preheader.preheader.unr-lcssa, %.preheader29.epil
  %wide.trip.count46 = zext i32 %1 to i64
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.preheader, %86
  %indvars.iv41 = phi i64 [ 0, %.preheader.preheader ], [ %indvars.iv.next42, %86 ]
  %indvars.iv34 = phi i64 [ 1, %.preheader.preheader ], [ %indvars.iv.next35, %86 ]
  %indvars43 = trunc i64 %indvars.iv34 to i32
  %smin = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %indvars43, i32 1)
  %17 = add i32 %smin, -1
  %18 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %0, i64 %indvars.iv41
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %18, i64 8
  br label %20

20:                                               ; preds = %.preheader, %48
  %indvars.iv36 = phi i64 [ %indvars.iv34, %.preheader ], [ %indvars.iv.next37, %48 ]
  %21 = load double, ptr %18, align 8
  %22 = load double, ptr %19, align 8
  %23 = fneg double %21
  %24 = fneg double %22
  %25 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %2, i64 %indvars.iv36
  %26 = load <2 x double>, ptr %25, align 8
  %27 = insertelement <2 x double> poison, double %24, i64 0
  %28 = insertelement <2 x double> %27, double %22, i64 1
  %29 = fmul <2 x double> %26, %28
  %30 = shufflevector <2 x double> %29, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  %31 = insertelement <2 x double> poison, double %21, i64 0
  %32 = shufflevector <2 x double> %31, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %33 = fmul <2 x double> %32, %26
  %34 = fsub <2 x double> %30, %33
  %35 = extractelement <2 x double> %34, i64 0
  %36 = fcmp uno double %35, 0.000000e+00
  br i1 %36, label %37, label %48, !prof !7

37:                                               ; preds = %20
  %38 = extractelement <2 x double> %34, i64 1
  %39 = fcmp uno double %38, 0.000000e+00
  br i1 %39, label %40, label %48, !prof !7

40:                                               ; preds = %37
  %41 = extractelement <2 x double> %26, i64 0
  %42 = extractelement <2 x double> %26, i64 1
  %43 = tail call { double, double } @__muldc3(double noundef %23, double noundef %24, double noundef %41, double noundef %42) #3
  %44 = extractvalue { double, double } %43, 0
  %45 = extractvalue { double, double } %43, 1
  %46 = insertelement <2 x double> poison, double %44, i64 0
  %47 = insertelement <2 x double> %46, double %45, i64 1
  br label %48

48:                                               ; preds = %40, %37, %20
  %49 = phi <2 x double> [ %34, %20 ], [ %34, %37 ], [ %47, %40 ]
  %50 = getelementptr i8, ptr %25, i64 -16
  %51 = load <2 x double>, ptr %50, align 8
  %52 = fadd <2 x double> %49, %51
  store <2 x double> %52, ptr %25, align 8
  %indvars.iv.next37 = add nsw i64 %indvars.iv36, -1
  %53 = trunc nuw i64 %indvars.iv36 to i32
  %54 = icmp sgt i32 %53, 1
  br i1 %54, label %20, label %55, !llvm.loop !8

55:                                               ; preds = %48
  %indvars.iv.next42 = add nuw nsw i64 %indvars.iv41, 1
  %56 = sext i32 %17 to i64
  %57 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %2, i64 %56
  %58 = load double, ptr %57, align 8
  %59 = getelementptr inbounds i8, ptr %57, i64 8
  %60 = load double, ptr %59, align 8
  %61 = load <2 x double>, ptr %18, align 8
  %62 = extractelement <2 x double> %61, i64 0
  %63 = fneg double %62
  %64 = extractelement <2 x double> %61, i64 1
  %65 = fneg double %64
  %66 = insertelement <2 x double> poison, double %60, i64 0
  %67 = shufflevector <2 x double> %66, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %68 = shufflevector <2 x double> %61, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 poison>
  %69 = insertelement <2 x double> %68, double %63, i64 1
  %70 = fmul <2 x double> %67, %69
  %71 = insertelement <2 x double> poison, double %58, i64 0
  %72 = shufflevector <2 x double> %71, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %73 = fmul <2 x double> %61, %72
  %74 = fsub <2 x double> %70, %73
  %75 = extractelement <2 x double> %74, i64 0
  %76 = fcmp uno double %75, 0.000000e+00
  br i1 %76, label %77, label %86, !prof !7

77:                                               ; preds = %55
  %78 = extractelement <2 x double> %74, i64 1
  %79 = fcmp uno double %78, 0.000000e+00
  br i1 %79, label %80, label %86, !prof !7

80:                                               ; preds = %77
  %81 = tail call { double, double } @__muldc3(double noundef %58, double noundef %60, double noundef %63, double noundef %65) #3
  %82 = extractvalue { double, double } %81, 0
  %83 = extractvalue { double, double } %81, 1
  %84 = insertelement <2 x double> poison, double %82, i64 0
  %85 = insertelement <2 x double> %84, double %83, i64 1
  br label %86

86:                                               ; preds = %80, %77, %55
  %87 = phi <2 x double> [ %74, %55 ], [ %74, %77 ], [ %85, %80 ]
  store <2 x double> %87, ptr %57, align 8
  %indvars.iv.next35 = add nuw nsw i64 %indvars.iv34, 1
  %exitcond47.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next42, %wide.trip.count46
  br i1 %exitcond47.not, label %.loopexit, label %.preheader, !llvm.loop !9

.loopexit:                                        ; preds = %86, %6
  ret i32 0
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #2

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) }
attributes #2 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = !{!"branch_weights", i32 1, i32 1048575}
!8 = distinct !{!8, !6}
!9 = distinct !{!9, !6}


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