; LLVM IR from BrunoLevy/learn-fpga :: LiteX/software/Doom/mc1-doom/src (r_plane)

; 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"

@spanstart = external dso_local global [200 x i32], align 16

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @R_MapPlane(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @R_MakeSpans(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) #0 {
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  store i32 %4, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %11

11:                                               ; preds = %21, %5
  %12 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp slt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %19

15:                                               ; preds = %11
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp sle i32 %16, %17
  br label %19

19:                                               ; preds = %15, %11
  %20 = phi i1 [ false, %11 ], [ %18, %15 ]
  br i1 %20, label %21, label %31

21:                                               ; preds = %19
  %22 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %28 = sub nsw i32 %27, 1
  call void @R_MapPlane(i32 noundef %22, i32 noundef %26, i32 noundef %28)
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %30 = add nsw i32 %29, 1
  store i32 %30, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %11, !llvm.loop !9

31:                                               ; preds = %19
  br label %32

32:                                               ; preds = %42, %31
  %33 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %35 = icmp sgt i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %40

36:                                               ; preds = %32
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %39 = icmp sge i32 %37, %38
  br label %40

40:                                               ; preds = %36, %32
  %41 = phi i1 [ false, %32 ], [ %39, %36 ]
  br i1 %41, label %42, label %52

42:                                               ; preds = %40
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %49 = sub nsw i32 %48, 1
  call void @R_MapPlane(i32 noundef %43, i32 noundef %47, i32 noundef %49)
  %50 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %51 = add nsw i32 %50, -1
  store i32 %51, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %32, !llvm.loop !11

52:                                               ; preds = %40
  br label %53

53:                                               ; preds = %63, %52
  %54 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %56 = icmp slt i32 %54, %55
  br i1 %56, label %57, label %61

57:                                               ; preds = %53
  %58 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %60 = icmp sle i32 %58, %59
  br label %61

61:                                               ; preds = %57, %53
  %62 = phi i1 [ false, %53 ], [ %60, %57 ]
  br i1 %62, label %63, label %70

63:                                               ; preds = %61
  %64 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %66
  store i32 %64, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %53, !llvm.loop !12

70:                                               ; preds = %61
  br label %71

71:                                               ; preds = %81, %70
  %72 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %74 = icmp sgt i32 %72, %73
  br i1 %74, label %75, label %79

75:                                               ; preds = %71
  %76 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %78 = icmp sge i32 %76, %77
  br label %79

79:                                               ; preds = %75, %71
  %80 = phi i1 [ false, %71 ], [ %78, %75 ]
  br i1 %80, label %81, label %88

81:                                               ; preds = %79
  %82 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %84
  store i32 %82, ptr %85, align 4, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %87 = add nsw i32 %86, -1
  store i32 %87, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %71, !llvm.loop !13

88:                                               ; preds = %79
  ret void
}

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" }

!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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}
!13 = distinct !{!13, !10}


; 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"

@spanstart = external dso_local local_unnamed_addr global [200 x i32], align 16

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @R_MapPlane(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @R_MakeSpans(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = icmp slt i32 %1, %3
  %7 = icmp sle i32 %1, %2
  %8 = and i1 %6, %7
  br i1 %8, label %.lr.ph, label %.preheader34

.lr.ph:                                           ; preds = %5
  %9 = add nsw i32 %0, -1
  %10 = sext i32 %1 to i64
  %11 = sext i32 %3 to i64
  %12 = sext i32 %2 to i64
  br label %21

.preheader34.loopexit:                            ; preds = %21
  %13 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %.preheader34

.preheader34:                                     ; preds = %.preheader34.loopexit, %5
  %.032.lcssa = phi i32 [ %1, %5 ], [ %13, %.preheader34.loopexit ]
  %14 = icmp sgt i32 %2, %4
  %15 = icmp sle i32 %.032.lcssa, %2
  %16 = and i1 %14, %15
  br i1 %16, label %.lr.ph37, label %.preheader33

.lr.ph37:                                         ; preds = %.preheader34
  %17 = add nsw i32 %0, -1
  %18 = sext i32 %2 to i64
  %19 = sext i32 %4 to i64
  %20 = sext i32 %.032.lcssa to i64
  br label %42

21:                                               ; preds = %.lr.ph, %21
  %indvars.iv = phi i64 [ %10, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %21 ]
  %22 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %indvars.iv
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  tail call void @R_MapPlane(i32 noundef %24, i32 noundef %23, i32 noundef %9)
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %25 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %11
  %26 = icmp slt i64 %indvars.iv, %12
  %27 = and i1 %25, %26
  br i1 %27, label %21, label %.preheader34.loopexit, !llvm.loop !9

.preheader33.loopexit:                            ; preds = %42
  %28 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next48 to i32
  br label %.preheader33

.preheader33:                                     ; preds = %.preheader33.loopexit, %.preheader34
  %.031.lcssa = phi i32 [ %2, %.preheader34 ], [ %28, %.preheader33.loopexit ]
  %29 = icmp sgt i32 %.032.lcssa, %3
  %30 = icmp sle i32 %3, %4
  %31 = and i1 %29, %30
  br i1 %31, label %.lr.ph40.preheader, label %.preheader

.lr.ph40.preheader:                               ; preds = %.preheader33
  %32 = sext i32 %3 to i64
  %33 = sext i32 %.032.lcssa to i64
  %34 = sext i32 %4 to i64
  %35 = xor i64 %32, -1
  %36 = add nsw i64 %35, %33
  %37 = sub nsw i64 %34, %32
  %umin = tail call i64 @llvm.umin.i64(i64 %36, i64 %37)
  %38 = add nsw i64 %umin, 1
  %min.iters.check = icmp ult i64 %38, 8
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph40.preheader74, label %vector.ph

.lr.ph40.preheader74:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph40.preheader
  %indvars.iv50.ph = phi i64 [ %32, %.lr.ph40.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %.lr.ph40

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph40.preheader
  %n.vec = and i64 %38, -8
  %ind.end = add i64 %n.vec, %32
  %broadcast.splatinsert = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
  %broadcast.splat = shufflevector <4 x i32> %broadcast.splatinsert, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = add i64 %index, %32
  %39 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %offset.idx
  %40 = getelementptr inbounds i8, ptr %39, i64 16
  store <4 x i32> %broadcast.splat, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %broadcast.splat, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %41 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %41, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !11

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %38, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.preheader.loopexit, label %.lr.ph40.preheader74

42:                                               ; preds = %.lr.ph37, %42
  %indvars.iv47 = phi i64 [ %18, %.lr.ph37 ], [ %indvars.iv.next48, %42 ]
  %43 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %indvars.iv47
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = trunc nsw i64 %indvars.iv47 to i32
  tail call void @R_MapPlane(i32 noundef %45, i32 noundef %44, i32 noundef %17)
  %indvars.iv.next48 = add nsw i64 %indvars.iv47, -1
  %46 = icmp sgt i64 %indvars.iv.next48, %19
  %47 = icmp sgt i64 %indvars.iv47, %20
  %48 = and i1 %46, %47
  br i1 %48, label %42, label %.preheader33.loopexit, !llvm.loop !14

.preheader.loopexit:                              ; preds = %.lr.ph40, %middle.block
  %indvars.iv.next51.lcssa = phi i64 [ %ind.end, %middle.block ], [ %indvars.iv.next51, %.lr.ph40 ]
  %49 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next51.lcssa to i32
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.loopexit, %.preheader33
  %.030.lcssa = phi i32 [ %3, %.preheader33 ], [ %49, %.preheader.loopexit ]
  %50 = icmp slt i32 %.031.lcssa, %4
  %51 = icmp sle i32 %.030.lcssa, %4
  %52 = and i1 %50, %51
  br i1 %52, label %.lr.ph43.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph43.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %53 = sext i32 %4 to i64
  %54 = sext i32 %.031.lcssa to i64
  %55 = sext i32 %.030.lcssa to i64
  %56 = xor i64 %54, -1
  %57 = add nsw i64 %56, %53
  %58 = sub nsw i64 %53, %55
  %umin56 = tail call i64 @llvm.umin.i64(i64 %57, i64 %58)
  %59 = add nsw i64 %umin56, 1
  %min.iters.check59 = icmp ult i64 %59, 8
  br i1 %min.iters.check59, label %.lr.ph43.preheader73, label %vector.ph60

.lr.ph43.preheader73:                             ; preds = %middle.block57, %.lr.ph43.preheader
  %indvars.iv53.ph = phi i64 [ %53, %.lr.ph43.preheader ], [ %ind.end63, %middle.block57 ]
  br label %.lr.ph43

vector.ph60:                                      ; preds = %.lr.ph43.preheader
  %n.vec62 = and i64 %59, -8
  %ind.end63 = sub i64 %53, %n.vec62
  %broadcast.splatinsert68 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
  %broadcast.splat69 = shufflevector <4 x i32> %broadcast.splatinsert68, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  br label %vector.body65

vector.body65:                                    ; preds = %vector.body65, %vector.ph60
  %index66 = phi i64 [ 0, %vector.ph60 ], [ %index.next71, %vector.body65 ]
  %offset.idx67 = sub i64 %53, %index66
  %60 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %offset.idx67
  %61 = getelementptr inbounds i8, ptr %60, i64 -12
  %62 = getelementptr inbounds i8, ptr %60, i64 -28
  store <4 x i32> %broadcast.splat69, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %broadcast.splat69, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %index.next71 = add nuw i64 %index66, 8
  %63 = icmp eq i64 %index.next71, %n.vec62
  br i1 %63, label %middle.block57, label %vector.body65, !llvm.loop !15

middle.block57:                                   ; preds = %vector.body65
  %cmp.n72 = icmp eq i64 %59, %n.vec62
  br i1 %cmp.n72, label %._crit_edge, label %.lr.ph43.preheader73

.lr.ph40:                                         ; preds = %.lr.ph40.preheader74, %.lr.ph40
  %indvars.iv50 = phi i64 [ %indvars.iv.next51, %.lr.ph40 ], [ %indvars.iv50.ph, %.lr.ph40.preheader74 ]
  %64 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %indvars.iv50
  store i32 %0, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next51 = add nsw i64 %indvars.iv50, 1
  %65 = icmp slt i64 %indvars.iv.next51, %33
  %66 = icmp slt i64 %indvars.iv50, %34
  %67 = and i1 %65, %66
  br i1 %67, label %.lr.ph40, label %.preheader.loopexit, !llvm.loop !16

.lr.ph43:                                         ; preds = %.lr.ph43.preheader73, %.lr.ph43
  %indvars.iv53 = phi i64 [ %indvars.iv.next54, %.lr.ph43 ], [ %indvars.iv53.ph, %.lr.ph43.preheader73 ]
  %68 = getelementptr inbounds [200 x i32], ptr @spanstart, i64 0, i64 %indvars.iv53
  store i32 %0, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next54 = add nsw i64 %indvars.iv53, -1
  %69 = icmp sgt i64 %indvars.iv.next54, %54
  %70 = icmp sgt i64 %indvars.iv53, %55
  %71 = and i1 %69, %70
  br i1 %71, label %.lr.ph43, label %._crit_edge, !llvm.loop !17

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph43, %middle.block57, %.preheader
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.umin.i64(i64, i64) #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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10, !12, !13}
!12 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!13 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!14 = distinct !{!14, !10}
!15 = distinct !{!15, !10, !12, !13}
!16 = distinct !{!16, !10, !13, !12}
!17 = distinct !{!17, !10, !13, !12}


; Effective O3 passes: GVNPass,GlobalDCEPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass