; LLVM IR from radualexandrub/Optimization-Algorithms-Find-local-minimum :: 2D_Derivative_NonQuadratic_CostFunctions (Mat_inv)

; 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 speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #0

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

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @Mat_inv(i32 noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #2 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca double, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %13 = zext i32 %12 to i64
  %14 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %15 = zext i32 %14 to i64
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = zext i32 %16 to i64
  %18 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %19 = zext i32 %18 to i64
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %20

20:                                               ; preds = %74, %3
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp slt i32 %21, %22
  br i1 %23, label %25, label %24

24:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %77

25:                                               ; preds = %20
  %26 = load double, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %27 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %28 = mul nsw i64 0, %15
  %29 = getelementptr inbounds double, ptr %27, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds double, ptr %29, i64 %31
  %33 = load double, ptr %32, align 8, !tbaa !11
  %34 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %35 = mul nsw i64 1, %15
  %36 = getelementptr inbounds double, ptr %34, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw i32 %37, 1
  %39 = srem i32 %38, 3
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds double, ptr %36, i64 %40
  %42 = load double, ptr %41, align 8, !tbaa !11
  %43 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %44 = mul nsw i64 2, %15
  %45 = getelementptr inbounds double, ptr %43, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %47 = add nsw i32 %46, 2
  %48 = srem i32 %47, 3
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds double, ptr %45, i64 %49
  %51 = load double, ptr %50, align 8, !tbaa !11
  %52 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %53 = mul nsw i64 1, %15
  %54 = getelementptr inbounds double, ptr %52, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %56 = add nsw i32 %55, 2
  %57 = srem i32 %56, 3
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds double, ptr %54, i64 %58
  %60 = load double, ptr %59, align 8, !tbaa !11
  %61 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %62 = mul nsw i64 2, %15
  %63 = getelementptr inbounds double, ptr %61, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  %66 = srem i32 %65, 3
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds double, ptr %63, i64 %67
  %69 = load double, ptr %68, align 8, !tbaa !11
  %70 = fmul double %60, %69
  %71 = fneg double %70
  %72 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %42, double %51, double %71)
  %73 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %33, double %72, double %26)
  store double %73, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  br label %74

74:                                               ; preds = %25
  %75 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %20, !llvm.loop !13

77:                                               ; preds = %24
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %78

78:                                               ; preds = %157, %77
  %79 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %80 = icmp slt i32 %79, 3
  br i1 %80, label %82, label %81

81:                                               ; preds = %78
  store i32 5, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %160

82:                                               ; preds = %78
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %83

83:                                               ; preds = %153, %82
  %84 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %85 = icmp slt i32 %84, 3
  br i1 %85, label %87, label %86

86:                                               ; preds = %83
  store i32 8, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  br label %156

87:                                               ; preds = %83
  %88 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %89 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %90 = add nsw i32 %89, 1
  %91 = srem i32 %90, 3
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = mul nsw i64 %92, %15
  %94 = getelementptr inbounds double, ptr %88, i64 %93
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %96 = add nsw i32 %95, 1
  %97 = srem i32 %96, 3
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds double, ptr %94, i64 %98
  %100 = load double, ptr %99, align 8, !tbaa !11
  %101 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %102 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %103 = add nsw i32 %102, 2
  %104 = srem i32 %103, 3
  %105 = sext i32 %104 to i64
  %106 = mul nsw i64 %105, %15
  %107 = getelementptr inbounds double, ptr %101, i64 %106
  %108 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %109 = add nsw i32 %108, 2
  %110 = srem i32 %109, 3
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = getelementptr inbounds double, ptr %107, i64 %111
  %113 = load double, ptr %112, align 8, !tbaa !11
  %114 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %115 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %116 = add nsw i32 %115, 1
  %117 = srem i32 %116, 3
  %118 = sext i32 %117 to i64
  %119 = mul nsw i64 %118, %15
  %120 = getelementptr inbounds double, ptr %114, i64 %119
  %121 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %122 = add nsw i32 %121, 2
  %123 = srem i32 %122, 3
  %124 = sext i32 %123 to i64
  %125 = getelementptr inbounds double, ptr %120, i64 %124
  %126 = load double, ptr %125, align 8, !tbaa !11
  %127 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %128 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %129 = add nsw i32 %128, 2
  %130 = srem i32 %129, 3
  %131 = sext i32 %130 to i64
  %132 = mul nsw i64 %131, %15
  %133 = getelementptr inbounds double, ptr %127, i64 %132
  %134 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %135 = add nsw i32 %134, 1
  %136 = srem i32 %135, 3
  %137 = sext i32 %136 to i64
  %138 = getelementptr inbounds double, ptr %133, i64 %137
  %139 = load double, ptr %138, align 8, !tbaa !11
  %140 = fmul double %126, %139
  %141 = fneg double %140
  %142 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %100, double %113, double %141)
  %143 = load double, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %144 = fdiv double %142, %143
  %145 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %146 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %147 = sext i32 %146 to i64
  %148 = mul nsw i64 %147, %19
  %149 = getelementptr inbounds double, ptr %145, i64 %148
  %150 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %151 = sext i32 %150 to i64
  %152 = getelementptr inbounds double, ptr %149, i64 %151
  store double %144, ptr %152, align 8, !tbaa !11
  br label %153

153:                                              ; preds = %87
  %154 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %155 = add nsw i32 %154, 1
  store i32 %155, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %83, !llvm.loop !15

156:                                              ; preds = %86
  br label %157

157:                                              ; preds = %156
  %158 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %159 = add nsw i32 %158, 1
  store i32 %159, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %78, !llvm.loop !16

160:                                              ; preds = %81
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #3
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { 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 #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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"double", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = distinct !{!16, !14}


; 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 speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #0

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @Mat_inv(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef writeonly %2) local_unnamed_addr #1 {
  %4 = zext i32 %0 to i64
  %5 = icmp sgt i32 %0, 0
  br i1 %5, label %.lr.ph, label %.preheader40

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %6 = getelementptr inbounds double, ptr %1, i64 %4
  %.idx = shl nuw nsw i64 %4, 4
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 %.idx
  br label %97

.preheader40:                                     ; preds = %97, %3
  %.039.lcssa = phi double [ undef, %3 ], [ %118, %97 ]
  %8 = getelementptr inbounds double, ptr %1, i64 %4
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %8, i64 8
  %10 = load double, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %11 = shl nuw nsw i64 %4, 1
  %12 = getelementptr inbounds double, ptr %1, i64 %11
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %12, i64 16
  %14 = load double, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds i8, ptr %8, i64 16
  %16 = load double, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %12, i64 8
  %18 = load double, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %19 = fneg double %16
  %20 = fmul double %18, %19
  %21 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %10, double %14, double %20)
  %22 = fdiv double %21, %.039.lcssa
  store double %22, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %23 = load double, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %25 = load double, ptr %24, align 8, !tbaa !5
  %26 = load double, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %27 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %28 = load double, ptr %27, align 8, !tbaa !5
  %29 = fneg double %26
  %30 = fmul double %28, %29
  %31 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %23, double %25, double %30)
  %32 = fdiv double %31, %.039.lcssa
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  store double %32, ptr %33, align 8, !tbaa !5
  %34 = load double, ptr %27, align 8, !tbaa !5
  %35 = load double, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %36 = load double, ptr %24, align 8, !tbaa !5
  %37 = load double, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %38 = fneg double %36
  %39 = fmul double %37, %38
  %40 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %34, double %35, double %39)
  %41 = fdiv double %40, %.039.lcssa
  %42 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 16
  store double %41, ptr %42, align 8, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds double, ptr %2, i64 %4
  %44 = load double, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %45 = load double, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %46 = load double, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %47 = load double, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %48 = fneg double %46
  %49 = fmul double %47, %48
  %50 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %44, double %45, double %49)
  %51 = fdiv double %50, %.039.lcssa
  store double %51, ptr %43, align 8, !tbaa !5
  %52 = load double, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %53 = load double, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %54 = load double, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %55 = load double, ptr %24, align 8, !tbaa !5
  %56 = fneg double %54
  %57 = fmul double %55, %56
  %58 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %52, double %53, double %57)
  %59 = fdiv double %58, %.039.lcssa
  %60 = getelementptr inbounds i8, ptr %43, i64 8
  store double %59, ptr %60, align 8, !tbaa !5
  %61 = load double, ptr %24, align 8, !tbaa !5
  %62 = load double, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %63 = load double, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %64 = load double, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %65 = fneg double %63
  %66 = fmul double %64, %65
  %67 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %61, double %62, double %66)
  %68 = fdiv double %67, %.039.lcssa
  %69 = getelementptr inbounds i8, ptr %43, i64 16
  store double %68, ptr %69, align 8, !tbaa !5
  %70 = getelementptr inbounds double, ptr %2, i64 %11
  %71 = load double, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %72 = load double, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %73 = load double, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %74 = load double, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %75 = fneg double %73
  %76 = fmul double %74, %75
  %77 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %71, double %72, double %76)
  %78 = fdiv double %77, %.039.lcssa
  store double %78, ptr %70, align 8, !tbaa !5
  %79 = load double, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %80 = load double, ptr %27, align 8, !tbaa !5
  %81 = load double, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %82 = load double, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %83 = fneg double %81
  %84 = fmul double %82, %83
  %85 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %79, double %80, double %84)
  %86 = fdiv double %85, %.039.lcssa
  %87 = getelementptr inbounds i8, ptr %70, i64 8
  store double %86, ptr %87, align 8, !tbaa !5
  %88 = load double, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %89 = load double, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %90 = load double, ptr %27, align 8, !tbaa !5
  %91 = load double, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %92 = fneg double %90
  %93 = fmul double %91, %92
  %94 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %88, double %89, double %93)
  %95 = fdiv double %94, %.039.lcssa
  %96 = getelementptr inbounds i8, ptr %70, i64 16
  store double %95, ptr %96, align 8, !tbaa !5
  ret void

97:                                               ; preds = %.lr.ph, %97
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %97 ]
  %.03941 = phi double [ undef, %.lr.ph ], [ %118, %97 ]
  %98 = getelementptr inbounds double, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %99 = load double, ptr %98, align 8, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %100 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %101 = urem i32 %100, 3
  %102 = zext nneg i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds double, ptr %6, i64 %102
  %104 = load double, ptr %103, align 8, !tbaa !5
  %105 = trunc i64 %indvars.iv to i32
  %106 = add i32 %105, 2
  %107 = urem i32 %106, 3
  %108 = zext nneg i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds double, ptr %7, i64 %108
  %110 = load double, ptr %109, align 8, !tbaa !5
  %111 = getelementptr inbounds double, ptr %6, i64 %108
  %112 = load double, ptr %111, align 8, !tbaa !5
  %113 = getelementptr inbounds double, ptr %7, i64 %102
  %114 = load double, ptr %113, align 8, !tbaa !5
  %115 = fneg double %112
  %116 = fmul double %114, %115
  %117 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %104, double %110, double %116)
  %118 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %99, double %117, double %.03941)
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %4
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader40, label %97, !llvm.loop !9
}

attributes #0 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #1 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(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" }

!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 = !{!"double", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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