; LLVM IR from JessonYue/LeetCodeLearning :: Array/caiweixiong/c (homework_matrix)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @matrixSub(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) #1 {
  %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 ptr, align 8
  %12 = alloca ptr, align 8
  %13 = alloca ptr, align 8
  %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
  %17 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %18 = icmp ne ptr %17, null
  br i1 %18, label %19, label %25

19:                                               ; preds = %5
  %20 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %21 = icmp ne ptr %20, null
  br i1 %21, label %22, label %25

22:                                               ; preds = %19
  %23 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %24 = icmp ne ptr %23, null
  br i1 %24, label %26, label %25

25:                                               ; preds = %22, %19, %5
  br label %62

26:                                               ; preds = %22
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %27 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %27, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %28 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %28, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #2
  %29 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store ptr %29, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %30

30:                                               ; preds = %58, %26
  %31 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp ult i32 %31, %32
  br i1 %33, label %35, label %34

34:                                               ; preds = %30
  store i32 2, ptr %15, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  br label %61

35:                                               ; preds = %30
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %16) #2
  store i32 0, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  br label %36

36:                                               ; preds = %48, %35
  %37 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %39 = icmp ult i32 %37, %38
  br i1 %39, label %41, label %40

40:                                               ; preds = %36
  store i32 5, ptr %15, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %16) #2
  br label %57

41:                                               ; preds = %36
  %42 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  %44 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !9
  %46 = sub nsw i32 %43, %45
  %47 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  store i32 %46, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  br label %48

48:                                               ; preds = %41
  %49 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  store i32 %50, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %51 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i32 1
  store ptr %52, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %53 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %53, i32 1
  store ptr %54, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %55 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i32 1
  store ptr %56, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  br label %36, !llvm.loop !11

57:                                               ; preds = %40
  br label %58

58:                                               ; preds = %57
  %59 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %30, !llvm.loop !13

61:                                               ; preds = %34
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  br label %62

62:                                               ; preds = %61, %25
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !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: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @matrixSub(ptr noundef readonly %0, ptr noundef readonly %1, ptr noundef writeonly %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = icmp eq ptr %0, null
  %7 = icmp eq ptr %1, null
  %or.cond.not54 = or i1 %6, %7
  %8 = icmp eq ptr %2, null
  %or.cond3.not51 = or i1 %or.cond.not54, %8
  %9 = icmp eq i32 %3, 0
  %or.cond40.not49 = or i1 %or.cond3.not51, %9
  %.not = icmp eq i32 %4, 0
  %or.cond47 = or i1 %or.cond40.not49, %.not
  br i1 %or.cond47, label %.loopexit, label %.preheader.us.preheader

.preheader.us.preheader:                          ; preds = %5
  %10 = zext i32 %4 to i64
  %min.iters.check = icmp ult i32 %4, 8
  %n.vec = and i64 %10, 4294967288
  %ind.end = trunc nuw i64 %n.vec to i32
  %11 = shl nuw nsw i64 %n.vec, 2
  %12 = shl nuw nsw i64 %n.vec, 2
  %13 = shl nuw nsw i64 %n.vec, 2
  %cmp.n = icmp eq i64 %n.vec, %10
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.us.preheader, %._crit_edge.us
  %.02039.us = phi i32 [ %57, %._crit_edge.us ], [ 0, %.preheader.us.preheader ]
  %.02138.us = phi ptr [ %.lcssa, %._crit_edge.us ], [ %2, %.preheader.us.preheader ]
  %.02237.us = phi ptr [ %.lcssa55, %._crit_edge.us ], [ %1, %.preheader.us.preheader ]
  %.02436.us = phi ptr [ %.lcssa56, %._crit_edge.us ], [ %0, %.preheader.us.preheader ]
  br i1 %min.iters.check, label %scalar.ph.preheader, label %vector.memcheck

vector.memcheck:                                  ; preds = %.preheader.us
  %.02237.us59 = ptrtoint ptr %.02237.us to i64
  %.02436.us58 = ptrtoint ptr %.02436.us to i64
  %.02138.us57 = ptrtoint ptr %.02138.us to i64
  %14 = sub i64 %.02138.us57, %.02436.us58
  %diff.check = icmp ult i64 %14, 32
  %15 = sub i64 %.02138.us57, %.02237.us59
  %diff.check60 = icmp ult i64 %15, 32
  %conflict.rdx = or i1 %diff.check, %diff.check60
  br i1 %conflict.rdx, label %scalar.ph.preheader, label %vector.ph

vector.ph:                                        ; preds = %vector.memcheck
  %ind.end61 = getelementptr i8, ptr %.02138.us, i64 %11
  %ind.end63 = getelementptr i8, ptr %.02237.us, i64 %12
  %ind.end65 = getelementptr i8, ptr %.02436.us, i64 %13
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = shl i64 %index, 2
  %next.gep = getelementptr i8, ptr %.02138.us, i64 %offset.idx
  %offset.idx68 = shl i64 %index, 2
  %next.gep69 = getelementptr i8, ptr %.02237.us, i64 %offset.idx68
  %offset.idx71 = shl i64 %index, 2
  %next.gep72 = getelementptr i8, ptr %.02436.us, i64 %offset.idx71
  %16 = getelementptr i8, ptr %next.gep72, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %next.gep72, align 4, !tbaa !5
  %wide.load74 = load <4 x i32>, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %17 = getelementptr i8, ptr %next.gep69, i64 16
  %wide.load75 = load <4 x i32>, ptr %next.gep69, align 4, !tbaa !5
  %wide.load76 = load <4 x i32>, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %18 = sub nsw <4 x i32> %wide.load, %wide.load75
  %19 = sub nsw <4 x i32> %wide.load74, %wide.load76
  %20 = getelementptr i8, ptr %next.gep, i64 16
  store <4 x i32> %18, ptr %next.gep, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %19, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %21 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %21, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

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

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %middle.block, %vector.memcheck, %.preheader.us
  %.033.us.ph = phi i32 [ 0, %vector.memcheck ], [ 0, %.preheader.us ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %.132.us.ph = phi ptr [ %.02138.us, %vector.memcheck ], [ %.02138.us, %.preheader.us ], [ %ind.end61, %middle.block ]
  %.12331.us.ph = phi ptr [ %.02237.us, %vector.memcheck ], [ %.02237.us, %.preheader.us ], [ %ind.end63, %middle.block ]
  %.12530.us.ph = phi ptr [ %.02436.us, %vector.memcheck ], [ %.02436.us, %.preheader.us ], [ %ind.end65, %middle.block ]
  %22 = sub i32 %4, %.033.us.ph
  %xtraiter = and i32 %22, 3
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %scalar.ph.prol.loopexit, label %scalar.ph.prol

scalar.ph.prol:                                   ; preds = %scalar.ph.preheader, %scalar.ph.prol
  %.033.us.prol = phi i32 [ %26, %scalar.ph.prol ], [ %.033.us.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %.132.us.prol = phi ptr [ %29, %scalar.ph.prol ], [ %.132.us.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %.12331.us.prol = phi ptr [ %28, %scalar.ph.prol ], [ %.12331.us.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %.12530.us.prol = phi ptr [ %27, %scalar.ph.prol ], [ %.12530.us.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %prol.iter = phi i32 [ %prol.iter.next, %scalar.ph.prol ], [ 0, %scalar.ph.preheader ]
  %23 = load i32, ptr %.12530.us.prol, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %.12331.us.prol, align 4, !tbaa !5
  %25 = sub nsw i32 %23, %24
  store i32 %25, ptr %.132.us.prol, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nuw nsw i32 %.033.us.prol, 1
  %27 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12530.us.prol, i64 4
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12331.us.prol, i64 4
  %29 = getelementptr inbounds i8, ptr %.132.us.prol, i64 4
  %prol.iter.next = add i32 %prol.iter, 1
  %prol.iter.cmp.not = icmp eq i32 %prol.iter.next, %xtraiter
  br i1 %prol.iter.cmp.not, label %scalar.ph.prol.loopexit, label %scalar.ph.prol, !llvm.loop !13

scalar.ph.prol.loopexit:                          ; preds = %scalar.ph.prol, %scalar.ph.preheader
  %.lcssa79.unr = phi ptr [ poison, %scalar.ph.preheader ], [ %27, %scalar.ph.prol ]
  %.lcssa78.unr = phi ptr [ poison, %scalar.ph.preheader ], [ %28, %scalar.ph.prol ]
  %.lcssa77.unr = phi ptr [ poison, %scalar.ph.preheader ], [ %29, %scalar.ph.prol ]
  %.033.us.unr = phi i32 [ %.033.us.ph, %scalar.ph.preheader ], [ %26, %scalar.ph.prol ]
  %.132.us.unr = phi ptr [ %.132.us.ph, %scalar.ph.preheader ], [ %29, %scalar.ph.prol ]
  %.12331.us.unr = phi ptr [ %.12331.us.ph, %scalar.ph.preheader ], [ %28, %scalar.ph.prol ]
  %.12530.us.unr = phi ptr [ %.12530.us.ph, %scalar.ph.preheader ], [ %27, %scalar.ph.prol ]
  %30 = sub i32 %.033.us.ph, %4
  %31 = icmp ugt i32 %30, -4
  br i1 %31, label %._crit_edge.us, label %scalar.ph

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.prol.loopexit, %scalar.ph
  %.033.us = phi i32 [ %53, %scalar.ph ], [ %.033.us.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ]
  %.132.us = phi ptr [ %56, %scalar.ph ], [ %.132.us.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ]
  %.12331.us = phi ptr [ %55, %scalar.ph ], [ %.12331.us.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ]
  %.12530.us = phi ptr [ %54, %scalar.ph ], [ %.12530.us.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ]
  %32 = load i32, ptr %.12530.us, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %.12331.us, align 4, !tbaa !5
  %34 = sub nsw i32 %32, %33
  store i32 %34, ptr %.132.us, align 4, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12530.us, i64 4
  %36 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12331.us, i64 4
  %37 = getelementptr inbounds i8, ptr %.132.us, i64 4
  %38 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %40 = sub nsw i32 %38, %39
  store i32 %40, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %41 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12530.us, i64 8
  %42 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12331.us, i64 8
  %43 = getelementptr inbounds i8, ptr %.132.us, i64 8
  %44 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %46 = sub nsw i32 %44, %45
  store i32 %46, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12530.us, i64 12
  %48 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12331.us, i64 12
  %49 = getelementptr inbounds i8, ptr %.132.us, i64 12
  %50 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %52 = sub nsw i32 %50, %51
  store i32 %52, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nuw nsw i32 %.033.us, 4
  %54 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12530.us, i64 16
  %55 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12331.us, i64 16
  %56 = getelementptr inbounds i8, ptr %.132.us, i64 16
  %exitcond.not.3 = icmp eq i32 %53, %4
  br i1 %exitcond.not.3, label %._crit_edge.us, label %scalar.ph, !llvm.loop !15

._crit_edge.us:                                   ; preds = %scalar.ph.prol.loopexit, %scalar.ph, %middle.block
  %.lcssa56 = phi ptr [ %ind.end65, %middle.block ], [ %.lcssa79.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ], [ %54, %scalar.ph ]
  %.lcssa55 = phi ptr [ %ind.end63, %middle.block ], [ %.lcssa78.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ], [ %55, %scalar.ph ]
  %.lcssa = phi ptr [ %ind.end61, %middle.block ], [ %.lcssa77.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ], [ %56, %scalar.ph ]
  %57 = add nuw nsw i32 %.02039.us, 1
  %exitcond44.not = icmp eq i32 %57, %3
  br i1 %exitcond44.not, label %.loopexit, label %.preheader.us, !llvm.loop !16

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

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" }

!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, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!15 = distinct !{!15, !10, !11}
!16 = distinct !{!16, !10}


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