; LLVM IR from YuchenHHH/Sparse-linear-systems :: Source (cs_scatter)

; 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 { i64, i64, i64, ptr, ptr, ptr, i64 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i64 @cs_scatter(ptr noundef %0, i64 noundef %1, double noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4, i64 noundef %5, ptr noundef %6, i64 noundef %7) #0 {
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca double, align 8
  %13 = alloca ptr, align 8
  %14 = alloca ptr, align 8
  %15 = alloca i64, align 8
  %16 = alloca ptr, align 8
  %17 = alloca i64, align 8
  %18 = alloca ptr, align 8
  %19 = alloca ptr, align 8
  %20 = alloca ptr, align 8
  %21 = alloca i64, align 8
  %22 = alloca i64, align 8
  %23 = alloca ptr, align 8
  %24 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  store double %2, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  store ptr %3, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  store ptr %4, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  store i64 %5, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  store ptr %6, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  store i64 %7, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %18) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %19) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %20) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %21) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %22) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %23) #3
  %25 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %26 = icmp ne ptr %25, null
  br i1 %26, label %27, label %43

27:                                               ; preds = %8
  %28 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %29 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %28, i32 0, i32 6
  %30 = load i64, ptr %29, align 8, !tbaa !13
  %31 = icmp eq i64 %30, -1
  br i1 %31, label %32, label %43

32:                                               ; preds = %27
  %33 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %34 = icmp ne ptr %33, null
  br i1 %34, label %35, label %43

35:                                               ; preds = %32
  %36 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %37 = icmp ne ptr %36, null
  br i1 %37, label %38, label %43

38:                                               ; preds = %35
  %39 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %39, i32 0, i32 6
  %41 = load i64, ptr %40, align 8, !tbaa !13
  %42 = icmp eq i64 %41, -1
  br i1 %42, label %44, label %43

43:                                               ; preds = %38, %35, %32, %27, %8
  store i64 -1, ptr %9, align 8
  store i32 1, ptr %24, align 4
  br label %124

44:                                               ; preds = %38
  %45 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %46 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %45, i32 0, i32 3
  %47 = load ptr, ptr %46, align 8, !tbaa !15
  store ptr %47, ptr %18, align 8, !tbaa !5
  %48 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %48, i32 0, i32 5
  %50 = load ptr, ptr %49, align 8, !tbaa !16
  store ptr %50, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  %51 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %51, i32 0, i32 4
  %53 = load ptr, ptr %52, align 8, !tbaa !17
  store ptr %53, ptr %19, align 8, !tbaa !5
  %54 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %55 = getelementptr inbounds %struct.cs_sparse, ptr %54, i32 0, i32 4
  %56 = load ptr, ptr %55, align 8, !tbaa !17
  store ptr %56, ptr %20, align 8, !tbaa !5
  %57 = load ptr, ptr %18, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %59 = getelementptr inbounds i64, ptr %57, i64 %58
  %60 = load i64, ptr %59, align 8, !tbaa !9
  store i64 %60, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  br label %61

61:                                               ; preds = %119, %44
  %62 = load i64, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  %63 = load ptr, ptr %18, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %65 = add nsw i64 %64, 1
  %66 = getelementptr inbounds i64, ptr %63, i64 %65
  %67 = load i64, ptr %66, align 8, !tbaa !9
  %68 = icmp slt i64 %62, %67
  br i1 %68, label %69, label %122

69:                                               ; preds = %61
  %70 = load ptr, ptr %19, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i64, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  %72 = getelementptr inbounds i64, ptr %70, i64 %71
  %73 = load i64, ptr %72, align 8, !tbaa !9
  store i64 %73, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %74 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %75 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %76 = getelementptr inbounds i64, ptr %74, i64 %75
  %77 = load i64, ptr %76, align 8, !tbaa !9
  %78 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %79 = icmp slt i64 %77, %78
  br i1 %79, label %80, label %103

80:                                               ; preds = %69
  %81 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %82 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %83 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %84 = getelementptr inbounds i64, ptr %82, i64 %83
  store i64 %81, ptr %84, align 8, !tbaa !9
  %85 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %86 = load ptr, ptr %20, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %88 = add nsw i64 %87, 1
  store i64 %88, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %89 = getelementptr inbounds i64, ptr %86, i64 %87
  store i64 %85, ptr %89, align 8, !tbaa !9
  %90 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %91 = icmp ne ptr %90, null
  br i1 %91, label %92, label %102

92:                                               ; preds = %80
  %93 = load double, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %94 = load ptr, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i64, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  %96 = getelementptr inbounds double, ptr %94, i64 %95
  %97 = load double, ptr %96, align 8, !tbaa !11
  %98 = fmul double %93, %97
  %99 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %100 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %101 = getelementptr inbounds double, ptr %99, i64 %100
  store double %98, ptr %101, align 8, !tbaa !11
  br label %102

102:                                              ; preds = %92, %80
  br label %118

103:                                              ; preds = %69
  %104 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %105 = icmp ne ptr %104, null
  br i1 %105, label %106, label %117

106:                                              ; preds = %103
  %107 = load double, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %108 = load ptr, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  %109 = load i64, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  %110 = getelementptr inbounds double, ptr %108, i64 %109
  %111 = load double, ptr %110, align 8, !tbaa !11
  %112 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %113 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %114 = getelementptr inbounds double, ptr %112, i64 %113
  %115 = load double, ptr %114, align 8, !tbaa !11
  %116 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %107, double %111, double %115)
  store double %116, ptr %114, align 8, !tbaa !11
  br label %117

117:                                              ; preds = %106, %103
  br label %118

118:                                              ; preds = %117, %102
  br label %119

119:                                              ; preds = %118
  %120 = load i64, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  %121 = add nsw i64 %120, 1
  store i64 %121, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  br label %61, !llvm.loop !18

122:                                              ; preds = %61
  %123 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  store i64 %123, ptr %9, align 8
  store i32 1, ptr %24, align 4
  br label %124

124:                                              ; preds = %122, %43
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %23) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %22) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %21) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %20) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %19) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %18) #3
  %125 = load i64, ptr %9, align 8
  ret i64 %125
}

; 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 nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
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 = !{!"long", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"double", !7, i64 0}
!13 = !{!14, !10, i64 48}
!14 = !{!"cs_sparse", !10, i64 0, !10, i64 8, !10, i64 16, !6, i64 24, !6, i64 32, !6, i64 40, !10, i64 48}
!15 = !{!14, !6, i64 24}
!16 = !{!14, !6, i64 40}
!17 = !{!14, !6, i64 32}
!18 = distinct !{!18, !19}
!19 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local i64 @cs_scatter(ptr noundef readonly %0, i64 noundef %1, double noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4, i64 noundef %5, ptr noundef readonly %6, i64 noundef %7) local_unnamed_addr #0 {
  %.not = icmp eq ptr %0, null
  br i1 %.not, label %.loopexit, label %9

9:                                                ; preds = %8
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 48
  %11 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %12 = icmp eq i64 %11, -1
  %13 = icmp ne ptr %3, null
  %or.cond = and i1 %13, %12
  %14 = icmp ne ptr %6, null
  %or.cond3 = and i1 %14, %or.cond
  br i1 %or.cond3, label %15, label %.loopexit

15:                                               ; preds = %9
  %16 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 48
  %17 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %18 = icmp eq i64 %17, -1
  br i1 %18, label %19, label %.loopexit

19:                                               ; preds = %15
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %21 = load ptr, ptr %20, align 8, !tbaa !11
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 40
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !12
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 32
  %25 = load ptr, ptr %24, align 8, !tbaa !13
  %26 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 32
  %27 = load ptr, ptr %26, align 8, !tbaa !13
  %28 = getelementptr inbounds i64, ptr %21, i64 %1
  %29 = load i64, ptr %28, align 8, !tbaa !14
  %30 = getelementptr i8, ptr %28, i64 8
  %31 = load i64, ptr %30, align 8, !tbaa !14
  %32 = icmp slt i64 %29, %31
  br i1 %32, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %19
  %.not50 = icmp eq ptr %4, null
  br i1 %.not50, label %.lr.ph.split.us.split.us, label %.lr.ph.split.split

.lr.ph.split.us.split.us:                         ; preds = %.lr.ph, %42
  %33 = phi i64 [ %43, %42 ], [ %31, %.lr.ph ]
  %.04253.us.us = phi i64 [ %44, %42 ], [ %29, %.lr.ph ]
  %.04352.us.us = phi i64 [ %.1.us.us, %42 ], [ %7, %.lr.ph ]
  %34 = getelementptr inbounds i64, ptr %25, i64 %.04253.us.us
  %35 = load i64, ptr %34, align 8, !tbaa !14
  %36 = getelementptr inbounds i64, ptr %3, i64 %35
  %37 = load i64, ptr %36, align 8, !tbaa !14
  %38 = icmp slt i64 %37, %5
  br i1 %38, label %39, label %42

39:                                               ; preds = %.lr.ph.split.us.split.us
  store i64 %5, ptr %36, align 8, !tbaa !14
  %40 = add nsw i64 %.04352.us.us, 1
  %41 = getelementptr inbounds i64, ptr %27, i64 %.04352.us.us
  store i64 %35, ptr %41, align 8, !tbaa !14
  %.pre61 = load i64, ptr %30, align 8, !tbaa !14
  br label %42

42:                                               ; preds = %.lr.ph.split.us.split.us, %39
  %43 = phi i64 [ %.pre61, %39 ], [ %33, %.lr.ph.split.us.split.us ]
  %.1.us.us = phi i64 [ %40, %39 ], [ %.04352.us.us, %.lr.ph.split.us.split.us ]
  %44 = add nsw i64 %.04253.us.us, 1
  %45 = icmp slt i64 %44, %43
  br i1 %45, label %.lr.ph.split.us.split.us, label %.loopexit, !llvm.loop !15

.lr.ph.split.split:                               ; preds = %.lr.ph, %65
  %46 = phi i64 [ %66, %65 ], [ %31, %.lr.ph ]
  %.04253 = phi i64 [ %67, %65 ], [ %29, %.lr.ph ]
  %.04352 = phi i64 [ %.1, %65 ], [ %7, %.lr.ph ]
  %47 = getelementptr inbounds i64, ptr %25, i64 %.04253
  %48 = load i64, ptr %47, align 8, !tbaa !14
  %49 = getelementptr inbounds i64, ptr %3, i64 %48
  %50 = load i64, ptr %49, align 8, !tbaa !14
  %51 = icmp slt i64 %50, %5
  br i1 %51, label %52, label %59

52:                                               ; preds = %.lr.ph.split.split
  store i64 %5, ptr %49, align 8, !tbaa !14
  %53 = add nsw i64 %.04352, 1
  %54 = getelementptr inbounds i64, ptr %27, i64 %.04352
  store i64 %48, ptr %54, align 8, !tbaa !14
  %55 = getelementptr inbounds double, ptr %23, i64 %.04253
  %56 = load double, ptr %55, align 8, !tbaa !17
  %57 = fmul double %56, %2
  %58 = getelementptr inbounds double, ptr %4, i64 %48
  store double %57, ptr %58, align 8, !tbaa !17
  %.pre = load i64, ptr %30, align 8, !tbaa !14
  br label %65

59:                                               ; preds = %.lr.ph.split.split
  %60 = getelementptr inbounds double, ptr %23, i64 %.04253
  %61 = load double, ptr %60, align 8, !tbaa !17
  %62 = getelementptr inbounds double, ptr %4, i64 %48
  %63 = load double, ptr %62, align 8, !tbaa !17
  %64 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %2, double %61, double %63)
  store double %64, ptr %62, align 8, !tbaa !17
  br label %65

65:                                               ; preds = %52, %59
  %66 = phi i64 [ %.pre, %52 ], [ %46, %59 ]
  %.1 = phi i64 [ %53, %52 ], [ %.04352, %59 ]
  %67 = add nsw i64 %.04253, 1
  %68 = icmp slt i64 %67, %66
  br i1 %68, label %.lr.ph.split.split, label %.loopexit, !llvm.loop !15

.loopexit:                                        ; preds = %65, %42, %19, %8, %9, %15
  %.0 = phi i64 [ -1, %15 ], [ -1, %9 ], [ -1, %8 ], [ %7, %19 ], [ %.1.us.us, %42 ], [ %.1, %65 ]
  ret i64 %.0
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #1

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) 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 = { mustprogress 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, !7, i64 48}
!6 = !{!"cs_sparse", !7, i64 0, !7, i64 8, !7, i64 16, !10, i64 24, !10, i64 32, !10, i64 40, !7, i64 48}
!7 = !{!"long", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !10, i64 24}
!12 = !{!6, !10, i64 40}
!13 = !{!6, !10, i64 32}
!14 = !{!7, !7, i64 0}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!17 = !{!18, !18, i64 0}
!18 = !{!"double", !8, i64 0}


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