; LLVM IR from JessonYue/LeetCodeLearning :: Array/zhangjunwei/7.26-8.1 (convolution)

; 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: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @min(i32 noundef, i32 noundef) #0

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

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

26:                                               ; preds = %5
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %142

27:                                               ; preds = %5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #4
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %28

28:                                               ; preds = %118, %27
  %29 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %31 = icmp slt i32 %29, %30
  br i1 %31, label %33, label %32

32:                                               ; preds = %28
  store i32 2, ptr %13, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #4
  br label %121

33:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #4
  store i32 0, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %34

34:                                               ; preds = %114, %33
  %35 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %36 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %37 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %38 = call i32 @min(i32 noundef %36, i32 noundef %37)
  %39 = icmp slt i32 %35, %38
  br i1 %39, label %41, label %40

40:                                               ; preds = %34
  store i32 5, ptr %13, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #4
  br label %117

41:                                               ; preds = %34
  %42 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %44 = icmp sle i32 %42, %43
  br i1 %44, label %45, label %79

45:                                               ; preds = %41
  %46 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %47 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %48 = sub nsw i32 %46, %47
  %49 = icmp sge i32 %48, 0
  br i1 %49, label %50, label %78

50:                                               ; preds = %45
  %51 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %53 = sub nsw i32 %51, %52
  %54 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %56 = call i32 @max(i32 noundef %54, i32 noundef %55)
  %57 = icmp slt i32 %53, %56
  br i1 %57, label %58, label %78

58:                                               ; preds = %50
  %59 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %59, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !9
  %64 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %66 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %67 = sub nsw i32 %65, %66
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !9
  %71 = mul nsw i32 %63, %70
  %72 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i64 %74
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !9
  %77 = add nsw i32 %76, %71
  store i32 %77, ptr %75, align 4, !tbaa !9
  br label %78

78:                                               ; preds = %58, %50, %45
  br label %113

79:                                               ; preds = %41
  %80 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %82 = sub nsw i32 %80, %81
  %83 = icmp sge i32 %82, 0
  br i1 %83, label %84, label %112

84:                                               ; preds = %79
  %85 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %86 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %87 = sub nsw i32 %85, %86
  %88 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %89 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %90 = call i32 @max(i32 noundef %88, i32 noundef %89)
  %91 = icmp slt i32 %87, %90
  br i1 %91, label %92, label %112

92:                                               ; preds = %84
  %93 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds i32, ptr %93, i64 %95
  %97 = load i32, ptr %96, align 4, !tbaa !9
  %98 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %99 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %100 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %101 = sub nsw i32 %99, %100
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds i32, ptr %98, i64 %102
  %104 = load i32, ptr %103, align 4, !tbaa !9
  %105 = mul nsw i32 %97, %104
  %106 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds i32, ptr %106, i64 %108
  %110 = load i32, ptr %109, align 4, !tbaa !9
  %111 = add nsw i32 %110, %105
  store i32 %111, ptr %109, align 4, !tbaa !9
  br label %112

112:                                              ; preds = %92, %84, %79
  br label %113

113:                                              ; preds = %112, %78
  br label %114

114:                                              ; preds = %113
  %115 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %116 = add nsw i32 %115, 1
  store i32 %116, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %34, !llvm.loop !11

117:                                              ; preds = %40
  br label %118

118:                                              ; preds = %117
  %119 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %120 = add nsw i32 %119, 1
  store i32 %120, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %28, !llvm.loop !13

121:                                              ; preds = %32
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %16) #4
  store i32 0, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  br label %122

122:                                              ; preds = %137, %121
  %123 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %124 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %125 = icmp slt i32 %123, %124
  br i1 %125, label %127, label %126

126:                                              ; preds = %122
  store i32 8, ptr %13, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %16) #4
  br label %140

127:                                              ; preds = %122
  %128 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %129 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %130 = sext i32 %129 to i64
  %131 = getelementptr inbounds i32, ptr %128, i64 %130
  %132 = load i32, ptr %131, align 4, !tbaa !9
  %133 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %134 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %135 = sext i32 %134 to i64
  %136 = getelementptr inbounds i32, ptr %133, i64 %135
  store i32 %132, ptr %136, align 4, !tbaa !9
  br label %137

137:                                              ; preds = %127
  %138 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %139 = add nsw i32 %138, 1
  store i32 %139, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  br label %122, !llvm.loop !14

140:                                              ; preds = %126
  %141 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  call void @free(ptr noundef %141) #4
  store i32 0, ptr %13, align 4
  br label %142

142:                                              ; preds = %140, %26
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #4
  %143 = load i32, ptr %13, align 4
  switch i32 %143, label %145 [
    i32 0, label %144
    i32 1, label %144
  ]

144:                                              ; preds = %142, %142
  ret void

145:                                              ; preds = %142
  unreachable
}

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

; Function Attrs: nounwind allocsize(0,1)
declare noalias ptr @calloc(i64 noundef, i64 noundef) #2

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

; Function Attrs: nounwind
declare void @free(ptr noundef) #3

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 = { nounwind allocsize(0,1) "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 #3 = { nounwind "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 #4 = { nounwind }
attributes #5 = { nounwind allocsize(0,1) }

!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 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !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"

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

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @convolution(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef writeonly %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = add i32 %3, -1
  %7 = add i32 %6, %4
  %8 = sext i32 %7 to i64
  %9 = tail call noalias ptr @calloc(i64 noundef %8, i64 noundef 4) #4
  %10 = icmp eq ptr %9, null
  br i1 %10, label %61, label %.preheader56

.preheader56:                                     ; preds = %5
  %11 = icmp sgt i32 %7, 0
  br i1 %11, label %.preheader55.lr.ph, label %._crit_edge

.preheader55.lr.ph:                               ; preds = %.preheader56
  %.not = icmp sgt i32 %3, %4
  %wide.trip.count73 = zext nneg i32 %7 to i64
  br i1 %.not, label %.preheader55.us, label %.preheader55

.preheader55.us:                                  ; preds = %.preheader55.lr.ph, %._crit_edge.split.us.us
  %indvars.iv70 = phi i64 [ %indvars.iv.next71, %._crit_edge.split.us.us ], [ 0, %.preheader55.lr.ph ]
  %12 = tail call i32 @min(i32 noundef %3, i32 noundef %4)
  %13 = icmp sgt i32 %12, 0
  br i1 %13, label %.lr.ph.us, label %._crit_edge.split.us.us

._crit_edge.split.us.us:                          ; preds = %30, %.preheader55.us
  %indvars.iv.next71 = add nuw nsw i64 %indvars.iv70, 1
  %exitcond74.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next71, %wide.trip.count73
  br i1 %exitcond74.not, label %.preheader, label %.preheader55.us, !llvm.loop !5

.lr.ph.us:                                        ; preds = %.preheader55.us
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %indvars.iv70
  br label %15

15:                                               ; preds = %30, %.lr.ph.us
  %indvars.iv67 = phi i64 [ %indvars.iv.next68, %30 ], [ 0, %.lr.ph.us ]
  %16 = sub nsw i64 %indvars.iv70, %indvars.iv67
  %17 = icmp sgt i64 %16, -1
  br i1 %17, label %18, label %30

18:                                               ; preds = %15
  %19 = tail call i32 @max(i32 noundef %3, i32 noundef %4)
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = icmp slt i64 %16, %20
  br i1 %21, label %22, label %30

22:                                               ; preds = %18
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv67
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !7
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %16
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !7
  %27 = mul nsw i32 %26, %24
  %28 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !7
  %29 = add nsw i32 %28, %27
  store i32 %29, ptr %14, align 4, !tbaa !7
  br label %30

30:                                               ; preds = %22, %18, %15
  %indvars.iv.next68 = add nuw nsw i64 %indvars.iv67, 1
  %31 = tail call i32 @min(i32 noundef %3, i32 noundef %4)
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = icmp slt i64 %indvars.iv.next68, %32
  br i1 %33, label %15, label %._crit_edge.split.us.us, !llvm.loop !11

.preheader55:                                     ; preds = %.preheader55.lr.ph, %._crit_edge.split
  %indvars.iv64 = phi i64 [ %indvars.iv.next65, %._crit_edge.split ], [ 0, %.preheader55.lr.ph ]
  %34 = tail call i32 @min(i32 noundef %3, i32 noundef %4)
  %35 = icmp sgt i32 %34, 0
  br i1 %35, label %.lr.ph, label %._crit_edge.split

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader55
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %indvars.iv64
  br label %42

.preheader:                                       ; preds = %._crit_edge.split, %._crit_edge.split.us.us
  br i1 %11, label %.lr.ph61.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph61.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %37 = add i32 %4, %3
  %38 = add i32 %37, -2
  %39 = zext i32 %38 to i64
  %40 = shl nuw nsw i64 %39, 2
  %41 = add nuw nsw i64 %40, 4
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %2, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %9, i64 %41, i1 false), !tbaa !7
  br label %._crit_edge

._crit_edge.split:                                ; preds = %57, %.preheader55
  %indvars.iv.next65 = add nuw nsw i64 %indvars.iv64, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next65, %wide.trip.count73
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader, label %.preheader55, !llvm.loop !5

42:                                               ; preds = %.lr.ph, %57
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %57 ]
  %43 = sub nsw i64 %indvars.iv64, %indvars.iv
  %44 = icmp sgt i64 %43, -1
  br i1 %44, label %45, label %57

45:                                               ; preds = %42
  %46 = tail call i32 @max(i32 noundef %3, i32 noundef %4)
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = icmp slt i64 %43, %47
  br i1 %48, label %49, label %57

49:                                               ; preds = %45
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !7
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %43
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !7
  %54 = mul nsw i32 %53, %51
  %55 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !7
  %56 = add nsw i32 %55, %54
  store i32 %56, ptr %36, align 4, !tbaa !7
  br label %57

57:                                               ; preds = %49, %45, %42
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %58 = tail call i32 @min(i32 noundef %3, i32 noundef %4)
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %59
  br i1 %60, label %42, label %._crit_edge.split, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %.preheader56, %.lr.ph61.preheader, %.preheader
  tail call void @free(ptr noundef %9) #5
  br label %61

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

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,zeroed") allocsize(0,1) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @calloc(i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress nounwind willreturn allockind("free") memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite)
declare void @free(ptr allocptr nocapture noundef) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #3

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 = { mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,zeroed") allocsize(0,1) memory(inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { mustprogress nounwind willreturn allockind("free") memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #4 = { nounwind allocsize(0,1) }
attributes #5 = { 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 = !{!8, !8, i64 0}
!8 = !{!"int", !9, i64 0}
!9 = !{!"omnipotent char", !10, i64 0}
!10 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!11 = distinct !{!11, !6}


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