; LLVM IR from emathew1/3DCompactSolver :: Utils.ll (Z21transposeMatrix_Fast2PKdiiPdi)

; 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

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z21transposeMatrix_Fast2PKdiiPdi(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, i32 noundef %4) #1 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = 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 i32 %4, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %15

15:                                               ; preds = %83, %5
  %16 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %87

19:                                               ; preds = %15
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %20

20:                                               ; preds = %78, %19
  %21 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %23 = icmp slt i32 %21, %22
  br i1 %23, label %24, label %82

24:                                               ; preds = %20
  %25 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %25, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %26

26:                                               ; preds = %74, %24
  %27 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %30 = add nsw i32 %28, %29
  %31 = icmp slt i32 %27, %30
  br i1 %31, label %32, label %36

32:                                               ; preds = %26
  %33 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp slt i32 %33, %34
  br label %36

36:                                               ; preds = %32, %26
  %37 = phi i1 [ false, %26 ], [ %35, %32 ]
  br i1 %37, label %38, label %77

38:                                               ; preds = %36
  %39 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  store i32 %39, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %40

40:                                               ; preds = %70, %38
  %41 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %44 = add nsw i32 %42, %43
  %45 = icmp slt i32 %41, %44
  br i1 %45, label %46, label %50

46:                                               ; preds = %40
  %47 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %48 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp slt i32 %47, %48
  br label %50

50:                                               ; preds = %46, %40
  %51 = phi i1 [ false, %40 ], [ %49, %46 ]
  br i1 %51, label %52, label %73

52:                                               ; preds = %50
  %53 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %56 = mul nsw i32 %54, %55
  %57 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %58 = add nsw i32 %56, %57
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds double, ptr %53, i64 %59
  %61 = load double, ptr %60, align 8, !tbaa !11
  %62 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %64 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %65 = mul nsw i32 %63, %64
  %66 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %67 = add nsw i32 %65, %66
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds double, ptr %62, i64 %68
  store double %61, ptr %69, align 8, !tbaa !11
  br label %70

70:                                               ; preds = %52
  %71 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %72 = add nsw i32 %71, 1
  store i32 %72, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %40, !llvm.loop !13

73:                                               ; preds = %50
  br label %74

74:                                               ; preds = %73
  %75 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %26, !llvm.loop !15

77:                                               ; preds = %36
  br label %78

78:                                               ; preds = %77
  %79 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %80 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %81 = add nsw i32 %80, %79
  store i32 %81, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %20, !llvm.loop !16

82:                                               ; preds = %20
  br label %83

83:                                               ; preds = %82
  %84 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %85 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %86 = add nsw i32 %85, %84
  store i32 %86, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %15, !llvm.loop !17

87:                                               ; preds = %15
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { mustprogress 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"double", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = distinct !{!16, !14}
!17 = distinct !{!17, !14}


; 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z21transposeMatrix_Fast2PKdiiPdi(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr nocapture noundef writeonly %3, i32 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = icmp sgt i32 %1, 0
  %7 = icmp sgt i32 %2, 0
  %or.cond = and i1 %6, %7
  br i1 %or.cond, label %.preheader35.us.preheader, label %._crit_edge48

.preheader35.us.preheader:                        ; preds = %5
  %8 = sext i32 %4 to i64
  %9 = zext nneg i32 %1 to i64
  %10 = zext nneg i32 %2 to i64
  %11 = mul nsw i64 %8, %10
  %12 = shl i64 %11, 3
  %13 = shl nsw i64 %8, 3
  %14 = shl nuw nsw i64 %10, 3
  %15 = zext nneg i32 %1 to i64
  %16 = zext nneg i32 %2 to i64
  %17 = shl nsw i64 %8, 3
  %18 = zext nneg i32 %2 to i64
  %invariant.gep82 = getelementptr i8, ptr %3, i64 8
  %invariant.gep84 = getelementptr i8, ptr %0, i64 8
  %ident.check.not = icmp eq i32 %1, 1
  br label %.preheader35.us

.preheader35.us:                                  ; preds = %.preheader35.us.preheader, %._crit_edge.us
  %indvar = phi i64 [ 0, %.preheader35.us.preheader ], [ %indvar.next, %._crit_edge.us ]
  %indvars.iv59 = phi i64 [ 0, %.preheader35.us.preheader ], [ %indvars.iv.next60, %._crit_edge.us ]
  %19 = mul i64 %12, %indvar
  %20 = trunc i64 %indvar to i32
  %21 = add i32 %20, 1
  %22 = mul i32 %21, %4
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %smin = tail call i64 @llvm.smin.i64(i64 %15, i64 %23)
  %24 = add i64 %indvars.iv59, 1
  %smax = tail call i64 @llvm.smax.i64(i64 %smin, i64 %24)
  %25 = mul i64 %indvar, %8
  %26 = xor i64 %25, -1
  %27 = add i64 %smax, %26
  %28 = mul i64 %14, %27
  %29 = mul i64 %17, %indvar
  %30 = shl i64 %27, 3
  %indvars66 = trunc i64 %indvars.iv59 to i32
  %31 = add nsw i32 %indvars66, %4
  %invariant.smin37.us = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %31, i32 %1)
  %32 = icmp sgt i32 %invariant.smin37.us, %indvars66
  br i1 %32, label %.preheader34.us.us.preheader, label %._crit_edge.us

.preheader34.us.us.preheader:                     ; preds = %.preheader35.us
  %33 = sext i32 %invariant.smin37.us to i64
  %34 = getelementptr i8, ptr %3, i64 %19
  %gep83 = getelementptr i8, ptr %invariant.gep82, i64 %19
  %35 = getelementptr i8, ptr %gep83, i64 %28
  %36 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %29
  %gep85 = getelementptr i8, ptr %invariant.gep84, i64 %29
  %37 = getelementptr i8, ptr %gep85, i64 %30
  br label %.preheader34.us.us

._crit_edge.us:                                   ; preds = %._crit_edge39.us.us, %.preheader35.us
  %indvars.iv.next60 = add nsw i64 %indvars.iv59, %8
  %indvars65 = trunc i64 %indvars.iv.next60 to i32
  %38 = icmp slt i32 %indvars65, %1
  %indvar.next = add i64 %indvar, 1
  br i1 %38, label %.preheader35.us, label %._crit_edge48, !llvm.loop !5

.preheader34.us.us:                               ; preds = %.preheader34.us.us.preheader, %._crit_edge39.us.us
  %indvar69 = phi i64 [ 0, %.preheader34.us.us.preheader ], [ %indvar.next70, %._crit_edge39.us.us ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.preheader34.us.us.preheader ], [ %indvars.iv.next, %._crit_edge39.us.us ]
  %39 = trunc i64 %indvar69 to i32
  %40 = add i32 %39, 1
  %41 = mul i32 %40, %4
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %smin78 = tail call i64 @llvm.smin.i64(i64 %18, i64 %42)
  %43 = add i64 %indvars.iv, 1
  %smax79 = tail call i64 @llvm.smax.i64(i64 %smin78, i64 %43)
  %44 = mul i64 %indvar69, %8
  %45 = sub i64 %smax79, %44
  %46 = mul i64 %13, %indvar69
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %34, i64 %46
  %scevgep71 = getelementptr i8, ptr %35, i64 %46
  %47 = trunc i64 %indvar69 to i32
  %48 = add i32 %47, 1
  %49 = mul i32 %48, %4
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %smin72 = tail call i64 @llvm.smin.i64(i64 %16, i64 %50)
  %51 = add i64 %indvars.iv, 1
  %smax73 = tail call i64 @llvm.smax.i64(i64 %smin72, i64 %51)
  %52 = mul i64 %indvar69, %8
  %53 = xor i64 %52, -1
  %54 = add i64 %smax73, %53
  %55 = shl i64 %54, 3
  %scevgep74 = getelementptr i8, ptr %scevgep71, i64 %55
  %scevgep75 = getelementptr i8, ptr %36, i64 %46
  %scevgep76 = getelementptr i8, ptr %37, i64 %46
  %scevgep77 = getelementptr i8, ptr %scevgep76, i64 %55
  %indvars64 = trunc i64 %indvars.iv to i32
  %56 = add nsw i32 %indvars64, %4
  %invariant.smin.us.us = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %56, i32 %2)
  %57 = icmp sgt i32 %invariant.smin.us.us, %indvars64
  br i1 %57, label %.preheader.us.us.us.preheader, label %._crit_edge39.us.us

.preheader.us.us.us.preheader:                    ; preds = %.preheader34.us.us
  %58 = sext i32 %invariant.smin.us.us to i64
  %min.iters.check = icmp ugt i64 %45, 5
  %or.cond81 = and i1 %min.iters.check, %ident.check.not
  %bound0 = icmp ult ptr %scevgep, %scevgep77
  %bound1 = icmp ult ptr %scevgep75, %scevgep74
  %found.conflict = and i1 %bound0, %bound1
  %n.vec = and i64 %45, -4
  %ind.end = add i64 %indvars.iv, %n.vec
  %cmp.n = icmp eq i64 %45, %n.vec
  br label %.preheader.us.us.us

._crit_edge39.us.us:                              ; preds = %._crit_edge.us.us.us, %.preheader34.us.us
  %indvars.iv.next = add i64 %indvars.iv, %8
  %indvars = trunc i64 %indvars.iv.next to i32
  %59 = icmp slt i32 %indvars, %2
  %indvar.next70 = add i64 %indvar69, 1
  br i1 %59, label %.preheader34.us.us, label %._crit_edge.us, !llvm.loop !7

.preheader.us.us.us:                              ; preds = %.preheader.us.us.us.preheader, %._crit_edge.us.us.us
  %indvars.iv61 = phi i64 [ %indvars.iv59, %.preheader.us.us.us.preheader ], [ %indvars.iv.next62, %._crit_edge.us.us.us ]
  %60 = mul nsw i64 %indvars.iv61, %10
  %invariant.gep = getelementptr double, ptr %0, i64 %indvars.iv61
  %invariant.gep67 = getelementptr double, ptr %3, i64 %60
  %or.cond81.not = xor i1 %or.cond81, true
  %brmerge = select i1 %or.cond81.not, i1 true, i1 %found.conflict
  br i1 %brmerge, label %scalar.ph.preheader, label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %.preheader.us.us.us, %vector.body
  %index = phi i64 [ %index.next, %vector.body ], [ 0, %.preheader.us.us.us ]
  %offset.idx = add i64 %indvars.iv, %index
  %61 = getelementptr double, ptr %invariant.gep, i64 %offset.idx
  %62 = getelementptr i8, ptr %61, i64 16
  %wide.load = load <2 x double>, ptr %61, align 8, !tbaa !8, !alias.scope !12
  %wide.load80 = load <2 x double>, ptr %62, align 8, !tbaa !8, !alias.scope !12
  %63 = getelementptr double, ptr %invariant.gep67, i64 %offset.idx
  %64 = getelementptr i8, ptr %63, i64 16
  store <2 x double> %wide.load, ptr %63, align 8, !tbaa !8, !alias.scope !15, !noalias !12
  store <2 x double> %wide.load80, ptr %64, align 8, !tbaa !8, !alias.scope !15, !noalias !12
  %index.next = add nuw i64 %index, 4
  %65 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %65, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !17

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge.us.us.us, label %scalar.ph.preheader

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %.preheader.us.us.us, %middle.block
  %indvars.iv56.ph = phi i64 [ %indvars.iv, %.preheader.us.us.us ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %scalar.ph

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.preheader, %scalar.ph
  %indvars.iv56 = phi i64 [ %indvars.iv.next57, %scalar.ph ], [ %indvars.iv56.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %66 = mul nsw i64 %indvars.iv56, %9
  %gep = getelementptr double, ptr %invariant.gep, i64 %66
  %67 = load double, ptr %gep, align 8, !tbaa !8
  %gep68 = getelementptr double, ptr %invariant.gep67, i64 %indvars.iv56
  store double %67, ptr %gep68, align 8, !tbaa !8
  %indvars.iv.next57 = add nsw i64 %indvars.iv56, 1
  %68 = icmp slt i64 %indvars.iv.next57, %58
  br i1 %68, label %scalar.ph, label %._crit_edge.us.us.us, !llvm.loop !20

._crit_edge.us.us.us:                             ; preds = %scalar.ph, %middle.block
  %indvars.iv.next62 = add nsw i64 %indvars.iv61, 1
  %69 = icmp slt i64 %indvars.iv.next62, %33
  br i1 %69, label %.preheader.us.us.us, label %._crit_edge39.us.us, !llvm.loop !21

._crit_edge48:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %5
  ret void
}

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

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.smin.i64(i64, i64) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.smax.i64(i64, i64) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) 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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}
!8 = !{!9, !9, i64 0}
!9 = !{!"double", !10, i64 0}
!10 = !{!"omnipotent char", !11, i64 0}
!11 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!12 = !{!13}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = distinct !{!14, !"LVerDomain"}
!15 = !{!16}
!16 = distinct !{!16, !14}
!17 = distinct !{!17, !6, !18, !19}
!18 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!19 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!20 = distinct !{!20, !6, !18}
!21 = distinct !{!21, !6}


; Effective O3 passes: GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass