; LLVM IR from MRPT/mrpt :: libs/math/src/CSparse (cs_reach)

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @cs_reach(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) #0 {
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca ptr, align 8
  %16 = alloca ptr, align 8
  %17 = alloca ptr, align 8
  %18 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store ptr %3, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  store ptr %4, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %15) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %16) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %17) #3
  %19 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %20 = icmp ne ptr %19, null
  br i1 %20, label %21, label %37

21:                                               ; preds = %5
  %22 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %22, i32 0, i32 6
  %24 = load i32, ptr %23, align 8, !tbaa !11
  %25 = icmp eq i32 %24, -1
  br i1 %25, label %26, label %37

26:                                               ; preds = %21
  %27 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %28 = icmp ne ptr %27, null
  br i1 %28, label %29, label %37

29:                                               ; preds = %26
  %30 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %30, i32 0, i32 6
  %32 = load i32, ptr %31, align 8, !tbaa !11
  %33 = icmp eq i32 %32, -1
  br i1 %33, label %34, label %37

34:                                               ; preds = %29
  %35 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %36 = icmp ne ptr %35, null
  br i1 %36, label %38, label %37

37:                                               ; preds = %34, %29, %26, %21, %5
  store i32 -1, ptr %6, align 4
  store i32 1, ptr %18, align 4
  br label %127

38:                                               ; preds = %34
  %39 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %39, i32 0, i32 2
  %41 = load i32, ptr %40, align 8, !tbaa !13
  store i32 %41, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %42 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %42, i32 0, i32 3
  %44 = load ptr, ptr %43, align 8, !tbaa !14
  store ptr %44, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %45 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %46 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %45, i32 0, i32 4
  %47 = load ptr, ptr %46, align 8, !tbaa !15
  store ptr %47, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %48 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %48, i32 0, i32 3
  %50 = load ptr, ptr %49, align 8, !tbaa !14
  store ptr %50, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  store i32 %51, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %52 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  store i32 %56, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %57

57:                                               ; preds = %93, %38
  %58 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %59 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %61 = add nsw i32 %60, 1
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds i32, ptr %59, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !9
  %65 = icmp slt i32 %58, %64
  br i1 %65, label %66, label %96

66:                                               ; preds = %57
  %67 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %68 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %68, i64 %70
  %72 = load i32, ptr %71, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %67, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  %76 = icmp slt i32 %75, 0
  br i1 %76, label %92, label %77

77:                                               ; preds = %66
  %78 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i32, ptr %78, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !9
  %83 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %85 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %86 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds i32, ptr %86, i64 %88
  %90 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %91 = call i32 @cs_dfs(i32 noundef %82, ptr noundef %83, i32 noundef %84, ptr noundef %85, ptr noundef %89, ptr noundef %90)
  store i32 %91, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %92

92:                                               ; preds = %77, %66
  br label %93

93:                                               ; preds = %92
  %94 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %95 = add nsw i32 %94, 1
  store i32 %95, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %57, !llvm.loop !16

96:                                               ; preds = %57
  %97 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  store i32 %97, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %98

98:                                               ; preds = %122, %96
  %99 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %100 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %101 = icmp slt i32 %99, %100
  br i1 %101, label %102, label %125

102:                                              ; preds = %98
  %103 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %104 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds i32, ptr %104, i64 %106
  %108 = load i32, ptr %107, align 4, !tbaa !9
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds i32, ptr %103, i64 %109
  %111 = load i32, ptr %110, align 4, !tbaa !9
  %112 = sub nsw i32 0, %111
  %113 = sub nsw i32 %112, 2
  %114 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %115 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %116 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %117 = sext i32 %116 to i64
  %118 = getelementptr inbounds i32, ptr %115, i64 %117
  %119 = load i32, ptr %118, align 4, !tbaa !9
  %120 = sext i32 %119 to i64
  %121 = getelementptr inbounds i32, ptr %114, i64 %120
  store i32 %113, ptr %121, align 4, !tbaa !9
  br label %122

122:                                              ; preds = %102
  %123 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %124 = add nsw i32 %123, 1
  store i32 %124, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %98, !llvm.loop !18

125:                                              ; preds = %98
  %126 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  store i32 %126, ptr %6, align 4
  store i32 1, ptr %18, align 4
  br label %127

127:                                              ; preds = %125, %37
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %17) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %16) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %128 = load i32, ptr %6, align 4
  ret i32 %128
}

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

declare i32 @cs_dfs(i32 noundef, ptr noundef, i32 noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #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 willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { "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 #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 = !{!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 = !{!12, !10, i64 40}
!12 = !{!"cs_sparse", !10, i64 0, !10, i64 4, !10, i64 8, !6, i64 16, !6, i64 24, !6, i64 32, !10, i64 40}
!13 = !{!12, !10, i64 8}
!14 = !{!12, !6, i64 16}
!15 = !{!12, !6, i64 24}
!16 = distinct !{!16, !17}
!17 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!18 = distinct !{!18, !17}


; 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 i32 @cs_reach(ptr noundef %0, ptr noundef readonly %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %.not = icmp eq ptr %0, null
  br i1 %.not, label %.loopexit, label %6

6:                                                ; preds = %5
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 40
  %8 = load i32, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %9 = icmp eq i32 %8, -1
  %10 = icmp ne ptr %1, null
  %or.cond = and i1 %10, %9
  br i1 %or.cond, label %11, label %.loopexit

11:                                               ; preds = %6
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 40
  %13 = load i32, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %14 = icmp eq i32 %13, -1
  %15 = icmp ne ptr %3, null
  %or.cond3 = and i1 %15, %14
  br i1 %or.cond3, label %16, label %.loopexit

16:                                               ; preds = %11
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %18 = load i32, ptr %17, align 8, !tbaa !11
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %20 = load ptr, ptr %19, align 8, !tbaa !12
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 24
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !13
  %23 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %24 = load ptr, ptr %23, align 8, !tbaa !12
  %25 = sext i32 %2 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !14
  %28 = getelementptr i8, ptr %26, i64 4
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !14
  %30 = icmp slt i32 %27, %29
  br i1 %30, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %16
  %31 = sext i32 %18 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %31
  %33 = sext i32 %27 to i64
  br label %45

.preheader:                                       ; preds = %55
  %34 = icmp slt i32 %.143, %18
  br i1 %34, label %.lr.ph50.preheader, label %.loopexit

.lr.ph50.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %35 = sext i32 %.143 to i64
  %wide.trip.count = sext i32 %18 to i64
  %36 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %35
  %xtraiter = and i64 %36, 3
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.lr.ph50.prol.loopexit, label %.lr.ph50.prol

.lr.ph50.prol:                                    ; preds = %.lr.ph50.preheader, %.lr.ph50.prol
  %indvars.iv52.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next53.prol, %.lr.ph50.prol ], [ %35, %.lr.ph50.preheader ]
  %prol.iter = phi i64 [ %prol.iter.next, %.lr.ph50.prol ], [ 0, %.lr.ph50.preheader ]
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %indvars.iv52.prol
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !14
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !14
  %42 = sub i32 -2, %41
  store i32 %42, ptr %40, align 4, !tbaa !14
  %indvars.iv.next53.prol = add nsw i64 %indvars.iv52.prol, 1
  %prol.iter.next = add i64 %prol.iter, 1
  %prol.iter.cmp.not = icmp eq i64 %prol.iter.next, %xtraiter
  br i1 %prol.iter.cmp.not, label %.lr.ph50.prol.loopexit, label %.lr.ph50.prol, !llvm.loop !15

.lr.ph50.prol.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph50.prol, %.lr.ph50.preheader
  %indvars.iv52.unr = phi i64 [ %35, %.lr.ph50.preheader ], [ %indvars.iv.next53.prol, %.lr.ph50.prol ]
  %43 = sub nsw i64 %35, %wide.trip.count
  %44 = icmp ugt i64 %43, -4
  br i1 %44, label %.loopexit, label %.lr.ph50.preheader.new

.lr.ph50.preheader.new:                           ; preds = %.lr.ph50.prol.loopexit
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %3, i64 4
  %invariant.gep56 = getelementptr i8, ptr %3, i64 8
  %invariant.gep58 = getelementptr i8, ptr %3, i64 12
  br label %.lr.ph50

45:                                               ; preds = %.lr.ph, %55
  %46 = phi i32 [ %29, %.lr.ph ], [ %56, %55 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %33, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %55 ]
  %.04247 = phi i32 [ %18, %.lr.ph ], [ %.143, %55 ]
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %indvars.iv
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !14
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !14
  %52 = icmp slt i32 %51, 0
  br i1 %52, label %55, label %53

53:                                               ; preds = %45
  %54 = tail call i32 @cs_dfs(i32 noundef %48, ptr noundef nonnull %0, i32 noundef %.04247, ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %32, ptr noundef %4) #2
  %.pre = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !14
  br label %55

55:                                               ; preds = %45, %53
  %56 = phi i32 [ %46, %45 ], [ %.pre, %53 ]
  %.143 = phi i32 [ %.04247, %45 ], [ %54, %53 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %57
  br i1 %58, label %45, label %.preheader, !llvm.loop !17

.lr.ph50:                                         ; preds = %.lr.ph50, %.lr.ph50.preheader.new
  %indvars.iv52 = phi i64 [ %indvars.iv52.unr, %.lr.ph50.preheader.new ], [ %indvars.iv.next53.3, %.lr.ph50 ]
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %indvars.iv52
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !14
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !14
  %64 = sub i32 -2, %63
  store i32 %64, ptr %62, align 4, !tbaa !14
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv52
  %65 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !14
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !14
  %69 = sub i32 -2, %68
  store i32 %69, ptr %67, align 4, !tbaa !14
  %gep57 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep56, i64 %indvars.iv52
  %70 = load i32, ptr %gep57, align 4, !tbaa !14
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %71
  %73 = load i32, ptr %72, align 4, !tbaa !14
  %74 = sub i32 -2, %73
  store i32 %74, ptr %72, align 4, !tbaa !14
  %gep59 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep58, i64 %indvars.iv52
  %75 = load i32, ptr %gep59, align 4, !tbaa !14
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !14
  %79 = sub i32 -2, %78
  store i32 %79, ptr %77, align 4, !tbaa !14
  %indvars.iv.next53.3 = add nsw i64 %indvars.iv52, 4
  %exitcond.not.3 = icmp eq i64 %indvars.iv.next53.3, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not.3, label %.loopexit, label %.lr.ph50, !llvm.loop !19

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph50.prol.loopexit, %.lr.ph50, %16, %.preheader, %5, %6, %11
  %.0 = phi i32 [ -1, %11 ], [ -1, %6 ], [ -1, %5 ], [ %.143, %.preheader ], [ %18, %16 ], [ %.143, %.lr.ph50 ], [ %.143, %.lr.ph50.prol.loopexit ]
  ret i32 %.0
}

declare i32 @cs_dfs(i32 noundef, ptr noundef, i32 noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #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 = { "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, !7, i64 40}
!6 = !{!"cs_sparse", !7, i64 0, !7, i64 4, !7, i64 8, !10, i64 16, !10, i64 24, !10, i64 32, !7, i64 40}
!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 8}
!12 = !{!6, !10, i64 16}
!13 = !{!6, !10, i64 24}
!14 = !{!7, !7, i64 0}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!17 = distinct !{!17, !18}
!18 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!19 = distinct !{!19, !18}


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