; 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 void @dfsr(i32 noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) #1 {
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %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 i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  %16 = alloca ptr, align 8
  %17 = alloca ptr, align 8
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  store ptr %4, ptr %10, align 8, !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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %16) #2
  %18 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %19 = getelementptr inbounds %struct.sparse_matrix, ptr %18, i32 0, i32 3
  %20 = load ptr, ptr %19, align 8, !tbaa !11
  store ptr %20, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %17) #2
  %21 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %22 = getelementptr inbounds %struct.sparse_matrix, ptr %21, i32 0, i32 4
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !13
  store ptr %23, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %24 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  store i32 %28, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %29 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %29, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = sub nsw i32 0, %33
  %35 = sub nsw i32 %34, 2
  %36 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %37 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %36, i64 %38
  store i32 %35, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %41 = icmp sge i32 %40, 0
  br i1 %41, label %42, label %118

42:                                               ; preds = %5
  %43 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp slt i32 %47, 0
  br i1 %48, label %49, label %57

49:                                               ; preds = %42
  %50 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  %55 = sub nsw i32 0, %54
  %56 = sub nsw i32 %55, 2
  br label %63

57:                                               ; preds = %42
  %58 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds i32, ptr %58, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  br label %63

63:                                               ; preds = %57, %49
  %64 = phi i32 [ %56, %49 ], [ %62, %57 ]
  store i32 %64, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %65 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %66 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %65, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = icmp slt i32 %70, 0
  br i1 %71, label %72, label %81

72:                                               ; preds = %63
  %73 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %74 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %73, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !5
  %79 = sub nsw i32 0, %78
  %80 = sub nsw i32 %79, 2
  br label %88

81:                                               ; preds = %63
  %82 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %83 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i32, ptr %82, i64 %85
  %87 = load i32, ptr %86, align 4, !tbaa !5
  br label %88

88:                                               ; preds = %81, %72
  %89 = phi i32 [ %80, %72 ], [ %87, %81 ]
  store i32 %89, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  store i32 %90, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %91

91:                                               ; preds = %114, %88
  %92 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %94 = icmp slt i32 %92, %93
  br i1 %94, label %95, label %117

95:                                               ; preds = %91
  %96 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %97 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds i32, ptr %96, i64 %98
  %100 = load i32, ptr %99, align 4, !tbaa !5
  store i32 %100, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %101 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %102 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i32, ptr %101, i64 %103
  %105 = load i32, ptr %104, align 4, !tbaa !5
  %106 = icmp slt i32 %105, 0
  br i1 %106, label %113, label %107

107:                                              ; preds = %95
  %108 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %109 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %110 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %111 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %112 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  call void @dfsr(i32 noundef %108, ptr noundef %109, ptr noundef %110, ptr noundef %111, ptr noundef %112)
  br label %113

113:                                              ; preds = %107, %95
  br label %114

114:                                              ; preds = %113
  %115 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %116 = add nsw i32 %115, 1
  store i32 %116, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %91, !llvm.loop !14

117:                                              ; preds = %91
  br label %118

118:                                              ; preds = %117, %5
  %119 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %120 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %121 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %122 = load i32, ptr %121, align 4, !tbaa !5
  %123 = add nsw i32 %122, -1
  store i32 %123, ptr %121, align 4, !tbaa !5
  %124 = sext i32 %123 to i64
  %125 = getelementptr inbounds i32, ptr %120, i64 %124
  store i32 %119, ptr %125, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %17) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %16) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #2
  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 = { 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !10, i64 16}
!12 = !{!"sparse_matrix", !6, i64 0, !6, i64 4, !6, i64 8, !10, i64 16, !10, i64 24, !10, i64 32}
!13 = !{!12, !10, i64 24}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"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: nofree nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @dfsr(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef %2, ptr nocapture noundef writeonly %3, ptr nocapture noundef readonly %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %7 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 24
  %9 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %10 = sext i32 %0 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !12
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %10
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  %15 = sub i32 -2, %14
  store i32 %15, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  %16 = icmp sgt i32 %12, -1
  br i1 %16, label %17, label %.loopexit

17:                                               ; preds = %5
  %18 = zext nneg i32 %12 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !12
  %21 = icmp slt i32 %20, 0
  %22 = sub nsw i32 -2, %20
  %23 = select i1 %21, i32 %22, i32 %20
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %19, i64 4
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !12
  %26 = icmp slt i32 %25, 0
  %27 = sub nsw i32 -2, %25
  %28 = select i1 %26, i32 %27, i32 %25
  %29 = icmp slt i32 %23, %28
  br i1 %29, label %.lr.ph.preheader, label %.loopexit

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %17
  %30 = sext i32 %23 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %38
  %indvars.iv = phi i64 [ %30, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %38 ]
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %indvars.iv
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !12
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !12
  %36 = icmp slt i32 %35, 0
  br i1 %36, label %38, label %37

37:                                               ; preds = %.lr.ph
  tail call void @dfsr(i32 noundef %32, ptr noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4)
  br label %38

38:                                               ; preds = %.lr.ph, %37
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %28, %lftr.wideiv
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

.loopexit:                                        ; preds = %38, %17, %5
  %39 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !12
  %40 = add nsw i32 %39, -1
  store i32 %40, ptr %2, align 4, !tbaa !12
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %41
  store i32 %0, ptr %42, align 4, !tbaa !12
  ret void
}

attributes #0 = { nofree 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, !10, i64 16}
!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 24}
!12 = !{!7, !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass