; LLVM IR from CLASS-SZ/class_sz :: class-sz/tools (hyperspherical)

; 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
declare double @sqrt(double noundef) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #2

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @get_CF1(i32 noundef %0, i32 noundef %1, double noundef %2, double noundef %3, ptr noundef %4, ptr noundef %5) #3 {
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca double, align 8
  %11 = alloca double, align 8
  %12 = alloca ptr, align 8
  %13 = alloca ptr, align 8
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca double, align 8
  %16 = alloca double, align 8
  %17 = alloca double, align 8
  %18 = alloca double, align 8
  %19 = alloca double, align 8
  %20 = alloca double, align 8
  %21 = alloca double, align 8
  %22 = alloca double, align 8
  %23 = alloca double, align 8
  %24 = alloca double, align 8
  %25 = alloca i32, align 4
  %26 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  store double %2, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store double %3, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  store ptr %4, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  store ptr %5, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #4
  store i32 1000000, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %15) #4
  store double 1.000000e-100, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %16) #4
  store double 0x3CB0000000000000, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %17) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %18) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %19) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %20) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %21) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %22) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %23) #4
  %27 = load double, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %28 = load double, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %29 = fmul double %27, %28
  store double %29, ptr %23, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %24) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %25) #4
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %31 = icmp eq i32 %30, 1
  br i1 %31, label %32, label %39

32:                                               ; preds = %6
  %33 = load double, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %35 = sitofp i32 %34 to double
  %36 = fsub double %33, %35
  %37 = fsub double %36, 1.000000e+01
  %38 = fptosi double %37 to i32
  store i32 %38, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %39

39:                                               ; preds = %32, %6
  %40 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %41 = sitofp i32 %40 to double
  %42 = load double, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %43 = fmul double %41, %42
  store double %43, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %44 = load double, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  store double %44, ptr %19, align 8, !tbaa !9
  %45 = load double, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  store double %45, ptr %20, align 8, !tbaa !9
  store double 0.000000e+00, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %46 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  store i32 1, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  br label %47

47:                                               ; preds = %153, %39
  %48 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %50 = icmp sle i32 %48, %49
  br i1 %50, label %51, label %156

51:                                               ; preds = %47
  %52 = load double, ptr %23, align 8, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %56 = add nsw i32 %54, %55
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  %58 = mul nsw i32 %53, %57
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %59, %60
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  %63 = mul nsw i32 %58, %62
  %64 = sitofp i32 %63 to double
  %65 = fsub double %52, %64
  %66 = call double @sqrt(double noundef %65) #4
  store double %66, ptr %24, align 8, !tbaa !9
  %67 = load double, ptr %23, align 8, !tbaa !9
  %68 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %69, %70
  %72 = mul nsw i32 %68, %71
  %73 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %73, %74
  %76 = mul nsw i32 %72, %75
  %77 = sitofp i32 %76 to double
  %78 = fsub double %67, %77
  %79 = call double @sqrt(double noundef %78) #4
  %80 = fneg double %79
  %81 = load double, ptr %24, align 8, !tbaa !9
  %82 = fdiv double %80, %81
  store double %82, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %83 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %84 = icmp eq i32 %83, 1
  br i1 %84, label %85, label %99

85:                                               ; preds = %51
  %86 = load double, ptr %23, align 8, !tbaa !9
  %87 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  %90 = mul nsw i32 %87, %89
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  %93 = mul nsw i32 %90, %92
  %94 = sitofp i32 %93 to double
  %95 = fsub double %86, %94
  %96 = call double @sqrt(double noundef %95) #4
  %97 = load double, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %98 = fmul double %96, %97
  store double %98, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  br label %99

99:                                               ; preds = %85, %51
  %100 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %101 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %102 = add nsw i32 %100, %101
  %103 = mul nsw i32 2, %102
  %104 = add nsw i32 %103, 1
  %105 = sitofp i32 %104 to double
  %106 = load double, ptr %24, align 8, !tbaa !9
  %107 = fdiv double %105, %106
  %108 = load double, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %109 = fmul double %107, %108
  store double %109, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %110 = load double, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %111 = load double, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %112 = load double, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %113 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %111, double %112, double %110)
  store double %113, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %114 = load double, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %115 = fcmp oeq double %114, 0.000000e+00
  br i1 %115, label %116, label %118

116:                                              ; preds = %99
  %117 = load double, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  store double %117, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  br label %118

118:                                              ; preds = %116, %99
  %119 = load double, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %120 = load double, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %121 = load double, ptr %20, align 8, !tbaa !9
  %122 = fdiv double %120, %121
  %123 = fadd double %119, %122
  store double %123, ptr %20, align 8, !tbaa !9
  %124 = load double, ptr %20, align 8, !tbaa !9
  %125 = fcmp oeq double %124, 0.000000e+00
  br i1 %125, label %126, label %128

126:                                              ; preds = %118
  %127 = load double, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  store double %127, ptr %20, align 8, !tbaa !9
  br label %128

128:                                              ; preds = %126, %118
  %129 = load double, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %130 = fdiv double 1.000000e+00, %129
  store double %130, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %131 = load double, ptr %20, align 8, !tbaa !9
  %132 = load double, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %133 = fmul double %131, %132
  store double %133, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  %134 = load double, ptr %19, align 8, !tbaa !9
  %135 = load double, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  %136 = fmul double %134, %135
  store double %136, ptr %19, align 8, !tbaa !9
  %137 = load double, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %138 = fcmp olt double %137, 0.000000e+00
  br i1 %138, label %139, label %143

139:                                              ; preds = %128
  %140 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %141 = load i32, ptr %140, align 4, !tbaa !5
  %142 = mul nsw i32 %141, -1
  store i32 %142, ptr %140, align 4, !tbaa !5
  br label %143

143:                                              ; preds = %139, %128
  %144 = load double, ptr %22, align 8, !tbaa !9
  %145 = fsub double %144, 1.000000e+00
  %146 = call double @llvm.fabs.f64(double %145)
  %147 = load double, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %148 = fcmp olt double %146, %147
  br i1 %148, label %149, label %152

149:                                              ; preds = %143
  %150 = load double, ptr %19, align 8, !tbaa !9
  %151 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  store double %150, ptr %151, align 8, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %7, align 4
  store i32 1, ptr %26, align 4
  br label %157

152:                                              ; preds = %143
  br label %153

153:                                              ; preds = %152
  %154 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %155 = add nsw i32 %154, 1
  store i32 %155, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  br label %47, !llvm.loop !13

156:                                              ; preds = %47
  store i32 1, ptr %7, align 4
  store i32 1, ptr %26, align 4
  br label %157

157:                                              ; preds = %156, %149
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %25) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %24) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %23) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %22) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %21) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %20) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %19) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %18) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %17) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %16) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #4
  %158 = load i32, ptr %7, align 4
  ret i32 %158
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fabs.f64(double) #2

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #2 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #3 = { 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 #4 = { 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"double", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"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: mustprogress nofree nounwind willreturn memory(write)
declare double @sqrt(double noundef) local_unnamed_addr #0

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

; Function Attrs: nofree nounwind memory(write, argmem: readwrite) uwtable
define dso_local range(i32 0, 2) i32 @get_CF1(i32 noundef %0, i32 noundef %1, double noundef %2, double noundef %3, ptr nocapture noundef writeonly %4, ptr nocapture noundef %5) local_unnamed_addr #2 {
  %7 = fmul double %2, %2
  %8 = icmp eq i32 %0, 1
  %9 = sitofp i32 %1 to double
  %10 = fsub double %2, %9
  %11 = fadd double %10, -1.000000e+01
  %12 = fptosi double %11 to i32
  %.058 = select i1 %8, i32 %12, i32 1000000
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %.not66 = icmp slt i32 %.058, 1
  br i1 %.not66, label %.loopexit, label %13

13:                                               ; preds = %6
  %14 = fmul double %9, %3
  %15 = add nsw i32 %1, 1
  %16 = mul nsw i32 %15, %0
  %17 = mul nsw i32 %16, %15
  %18 = sitofp i32 %17 to double
  %19 = fsub double %7, %18
  %20 = add nsw i32 %1, 2
  %21 = mul nsw i32 %20, %0
  %22 = mul nsw i32 %21, %20
  %23 = sitofp i32 %22 to double
  %24 = fsub double %7, %23
  %25 = tail call double @sqrt(double noundef %24) #3
  %26 = tail call double @sqrt(double noundef %19) #3
  %27 = tail call double @sqrt(double noundef %19) #3
  %28 = fneg double %26
  %29 = shl nsw i32 %15, 1
  %30 = or disjoint i32 %29, 1
  %31 = sitofp i32 %30 to double
  %32 = insertelement <2 x double> poison, double %31, i64 0
  %33 = insertelement <2 x double> %32, double %28, i64 1
  %34 = insertelement <2 x double> poison, double %25, i64 0
  %35 = shufflevector <2 x double> %34, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %36 = fdiv <2 x double> %33, %35
  %37 = insertelement <2 x double> poison, double %3, i64 0
  %38 = insertelement <2 x double> %37, double %27, i64 1
  %39 = fmul <2 x double> %36, %38
  %40 = extractelement <2 x double> %39, i64 0
  %41 = extractelement <2 x double> %39, i64 1
  %42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double 0.000000e+00, double %40)
  %43 = fcmp oeq double %42, 0.000000e+00
  %44 = fdiv double 1.000000e+00, %42
  %45 = fdiv double %41, %14
  %46 = fadd double %40, %45
  %47 = fcmp oeq double %46, 0.000000e+00
  %.162.peel = select i1 %47, double 1.000000e-100, double %46
  %48 = select i1 %43, double 1.000000e+100, double %44
  %49 = fmul double %48, %.162.peel
  %50 = fmul double %14, %49
  %51 = fcmp olt double %48, 0.000000e+00
  br i1 %51, label %52, label %55

52:                                               ; preds = %13
  %53 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %54 = sub nsw i32 0, %53
  store i32 %54, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %55

55:                                               ; preds = %52, %13
  %56 = fadd double %49, -1.000000e+00
  %57 = tail call double @llvm.fabs.f64(double %56)
  %58 = fcmp olt double %57, 0x3CB0000000000000
  br i1 %58, label %.loopexit73, label %59

59:                                               ; preds = %55
  %exitcond.peel.not = icmp eq i32 %.058, 1
  br i1 %exitcond.peel.not, label %.loopexit, label %.peel.next

60:                                               ; preds = %94
  %61 = add nuw i32 %.070, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %.070, %.058
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit, label %.peel.next, !llvm.loop !9

.peel.next:                                       ; preds = %59, %60
  %.070 = phi i32 [ %61, %60 ], [ 2, %59 ]
  %.06069 = phi double [ %87, %60 ], [ %48, %59 ]
  %.06168 = phi double [ %.162, %60 ], [ %.162.peel, %59 ]
  %.06367 = phi double [ %89, %60 ], [ %50, %59 ]
  %62 = add nsw i32 %.070, %1
  %63 = add nsw i32 %62, 1
  %64 = mul nsw i32 %63, %0
  %65 = mul nsw i32 %64, %63
  %66 = sitofp i32 %65 to double
  %67 = fsub double %7, %66
  %68 = tail call double @sqrt(double noundef %67) #3
  %69 = mul nsw i32 %62, %0
  %70 = mul nsw i32 %69, %62
  %71 = sitofp i32 %70 to double
  %72 = fsub double %7, %71
  %73 = tail call double @sqrt(double noundef %72) #3
  %74 = fneg double %73
  %75 = fdiv double %74, %68
  %76 = shl nsw i32 %62, 1
  %77 = or disjoint i32 %76, 1
  %78 = sitofp i32 %77 to double
  %79 = fdiv double %78, %68
  %80 = fmul double %79, %3
  %81 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %75, double %.06069, double %80)
  %82 = fcmp oeq double %81, 0.000000e+00
  %83 = fdiv double 1.000000e+00, %81
  %84 = fdiv double %75, %.06168
  %85 = fadd double %80, %84
  %86 = fcmp oeq double %85, 0.000000e+00
  %.162 = select i1 %86, double 1.000000e-100, double %85
  %87 = select i1 %82, double 1.000000e+100, double %83
  %88 = fmul double %87, %.162
  %89 = fmul double %.06367, %88
  %90 = fcmp olt double %87, 0.000000e+00
  br i1 %90, label %91, label %94

91:                                               ; preds = %.peel.next
  %92 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %93 = sub nsw i32 0, %92
  store i32 %93, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %94

94:                                               ; preds = %91, %.peel.next
  %95 = fadd double %88, -1.000000e+00
  %96 = tail call double @llvm.fabs.f64(double %95)
  %97 = fcmp olt double %96, 0x3CB0000000000000
  br i1 %97, label %.loopexit73, label %60

.loopexit73:                                      ; preds = %94, %55
  %.lcssa = phi double [ %50, %55 ], [ %89, %94 ]
  store double %.lcssa, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %60, %59, %6, %.loopexit73
  %.057 = phi i32 [ 0, %.loopexit73 ], [ 1, %6 ], [ 1, %59 ], [ 1, %60 ]
  ret i32 %.057
}

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

attributes #0 = { mustprogress nofree nounwind willreturn memory(write) "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) }
attributes #2 = { nofree nounwind memory(write, 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 #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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10, !11}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.peeled.count", i32 1}
!12 = !{!13, !13, i64 0}
!13 = !{!"double", !7, i64 0}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopFullUnrollPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SLPVectorizerPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass