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

; 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"

%struct.sparse_matrix = type { i32, i32, i32, ptr, ptr, ptr }

; 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 i32 @reachr(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) #1 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca ptr, align 8
  %15 = alloca ptr, align 8
  %16 = alloca ptr, align 8
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store ptr %4, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  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 8, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %15) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %16) #2
  %17 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %18 = getelementptr inbounds %struct.sparse_matrix, ptr %17, i32 0, i32 0
  %19 = load i32, ptr %18, align 8, !tbaa !11
  store i32 %19, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %20 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds %struct.sparse_matrix, ptr %20, i32 0, i32 3
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !13
  store ptr %22, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %23 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds %struct.sparse_matrix, ptr %23, i32 0, i32 4
  %25 = load ptr, ptr %24, align 8, !tbaa !14
  store ptr %25, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %26 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %27 = getelementptr inbounds %struct.sparse_matrix, ptr %26, i32 0, i32 3
  %28 = load ptr, ptr %27, align 8, !tbaa !13
  store ptr %28, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  store i32 %29, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  store i32 %34, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %35

35:                                               ; preds = %65, %5
  %36 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %37 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %39 = add nsw i32 %38, 1
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = icmp slt i32 %36, %42
  br i1 %43, label %44, label %68

44:                                               ; preds = %35
  %45 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %46 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %45, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !9
  %54 = icmp slt i32 %53, 0
  br i1 %54, label %64, label %55

55:                                               ; preds = %44
  %56 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %62 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %63 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @dfsr(i32 noundef %60, ptr noundef %61, ptr noundef %13, ptr noundef %62, ptr noundef %63)
  br label %64

64:                                               ; preds = %55, %44
  br label %65

65:                                               ; preds = %64
  %66 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  store i32 %67, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %35, !llvm.loop !15

68:                                               ; preds = %35
  %69 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  store i32 %69, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %70

70:                                               ; preds = %94, %68
  %71 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %72 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %73 = icmp slt i32 %71, %72
  br i1 %73, label %74, label %97

74:                                               ; preds = %70
  %75 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %76 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %76, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %75, i64 %81
  %83 = load i32, ptr %82, align 4, !tbaa !9
  %84 = sub nsw i32 0, %83
  %85 = sub nsw i32 %84, 2
  %86 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %87 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds i32, ptr %87, i64 %89
  %91 = load i32, ptr %90, align 4, !tbaa !9
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = getelementptr inbounds i32, ptr %86, i64 %92
  store i32 %85, ptr %93, align 4, !tbaa !9
  br label %94

94:                                               ; preds = %74
  %95 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %96 = add nsw i32 %95, 1
  store i32 %96, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %70, !llvm.loop !17

97:                                               ; preds = %70
  %98 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %16) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, 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 i32 %98
}

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @dfsr(i32 noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef) #1

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 = !{!12, !10, i64 0}
!12 = !{!"sparse_matrix", !10, i64 0, !10, i64 4, !10, i64 8, !6, i64 16, !6, i64 24, !6, i64 32}
!13 = !{!12, !6, i64 16}
!14 = !{!12, !6, i64 24}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!17 = distinct !{!17, !16}


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

; Function Attrs: mustprogress 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 i32 @reachr(ptr noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) local_unnamed_addr #1 {
  %6 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr nonnull %6) #2
  %7 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %9 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 24
  %11 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !12
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %13 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  store i32 %7, ptr %6, align 4, !tbaa !13
  %14 = sext i32 %2 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !13
  %17 = getelementptr i8, ptr %15, i64 4
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !13
  %19 = icmp slt i32 %16, %18
  br i1 %19, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge31

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %5
  %20 = sext i32 %16 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %29
  %21 = phi i32 [ %18, %.lr.ph.preheader ], [ %30, %29 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %20, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %29 ]
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %indvars.iv
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !13
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !13
  %27 = icmp slt i32 %26, 0
  br i1 %27, label %29, label %28

28:                                               ; preds = %.lr.ph
  call void @dfsr(i32 noundef %23, ptr noundef nonnull %0, ptr noundef nonnull %6, ptr noundef %3, ptr noundef %4)
  %.pre = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !13
  br label %29

29:                                               ; preds = %.lr.ph, %28
  %30 = phi i32 [ %21, %.lr.ph ], [ %.pre, %28 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %31
  br i1 %32, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !14

._crit_edge:                                      ; preds = %29
  %.pre36 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !13
  %33 = icmp slt i32 %.pre36, %7
  br i1 %33, label %.lr.ph30.preheader, label %._crit_edge31

.lr.ph30.preheader:                               ; preds = %._crit_edge
  %34 = sext i32 %.pre36 to i64
  %wide.trip.count = sext i32 %7 to i64
  %35 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %34
  %xtraiter = and i64 %35, 3
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.lr.ph30.prol.loopexit, label %.lr.ph30.prol

.lr.ph30.prol:                                    ; preds = %.lr.ph30.preheader, %.lr.ph30.prol
  %indvars.iv33.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next34.prol, %.lr.ph30.prol ], [ %34, %.lr.ph30.preheader ]
  %prol.iter = phi i64 [ %prol.iter.next, %.lr.ph30.prol ], [ 0, %.lr.ph30.preheader ]
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %indvars.iv33.prol
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !13
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %38
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !13
  %41 = sub i32 -2, %40
  store i32 %41, ptr %39, align 4, !tbaa !13
  %indvars.iv.next34.prol = add nsw i64 %indvars.iv33.prol, 1
  %prol.iter.next = add i64 %prol.iter, 1
  %prol.iter.cmp.not = icmp eq i64 %prol.iter.next, %xtraiter
  br i1 %prol.iter.cmp.not, label %.lr.ph30.prol.loopexit, label %.lr.ph30.prol, !llvm.loop !16

.lr.ph30.prol.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph30.prol, %.lr.ph30.preheader
  %indvars.iv33.unr = phi i64 [ %34, %.lr.ph30.preheader ], [ %indvars.iv.next34.prol, %.lr.ph30.prol ]
  %42 = sub nsw i64 %34, %wide.trip.count
  %43 = icmp ugt i64 %42, -4
  br i1 %43, label %._crit_edge31, label %.lr.ph30.preheader.new

.lr.ph30.preheader.new:                           ; preds = %.lr.ph30.prol.loopexit
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %3, i64 4
  %invariant.gep37 = getelementptr i8, ptr %3, i64 8
  %invariant.gep39 = getelementptr i8, ptr %3, i64 12
  br label %.lr.ph30

.lr.ph30:                                         ; preds = %.lr.ph30, %.lr.ph30.preheader.new
  %indvars.iv33 = phi i64 [ %indvars.iv33.unr, %.lr.ph30.preheader.new ], [ %indvars.iv.next34.3, %.lr.ph30 ]
  %44 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %indvars.iv33
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !13
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %46
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !13
  %49 = sub i32 -2, %48
  store i32 %49, ptr %47, align 4, !tbaa !13
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv33
  %50 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !13
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !13
  %54 = sub i32 -2, %53
  store i32 %54, ptr %52, align 4, !tbaa !13
  %gep38 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep37, i64 %indvars.iv33
  %55 = load i32, ptr %gep38, align 4, !tbaa !13
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !13
  %59 = sub i32 -2, %58
  store i32 %59, ptr %57, align 4, !tbaa !13
  %gep40 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep39, i64 %indvars.iv33
  %60 = load i32, ptr %gep40, align 4, !tbaa !13
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !13
  %64 = sub i32 -2, %63
  store i32 %64, ptr %62, align 4, !tbaa !13
  %indvars.iv.next34.3 = add nsw i64 %indvars.iv33, 4
  %exitcond.not.3 = icmp eq i64 %indvars.iv.next34.3, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not.3, label %._crit_edge31, label %.lr.ph30, !llvm.loop !18

._crit_edge31:                                    ; preds = %.lr.ph30.prol.loopexit, %.lr.ph30, %5, %._crit_edge
  %65 = phi i32 [ %.pre36, %._crit_edge ], [ %7, %5 ], [ %.pre36, %.lr.ph30 ], [ %.pre36, %.lr.ph30.prol.loopexit ]
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr nonnull %6) #2
  ret i32 %65
}

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @dfsr(i32 noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #1

attributes #0 = { mustprogress 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, !7, i64 0}
!6 = !{!"sparse_matrix", !7, i64 0, !7, i64 4, !7, i64 8, !10, i64 16, !10, i64 24, !10, i64 32}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !10, i64 16}
!12 = !{!6, !10, i64 24}
!13 = !{!7, !7, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!16 = distinct !{!16, !17}
!17 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!18 = distinct !{!18, !15}


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