; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C-Plus-Plus/cp (matrix's_principal_secondary_diagonal_sum)

; 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"

@ar = external dso_local global [500 x [500 x i32]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z36get_principal_secondary_diagonal_sumi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %7

7:                                                ; preds = %59, %1
  %8 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp slt i32 %8, %9
  br i1 %10, label %12, label %11

11:                                               ; preds = %7
  store i32 2, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %62

12:                                               ; preds = %7
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %13

13:                                               ; preds = %55, %12
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp slt i32 %14, %15
  br i1 %16, label %18, label %17

17:                                               ; preds = %13
  store i32 5, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %58

18:                                               ; preds = %13
  %19 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp eq i32 %19, %20
  br i1 %21, label %22, label %32

22:                                               ; preds = %18
  %23 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [500 x [500 x i32]], ptr @ar, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [500 x i32], ptr %25, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %31 = add nsw i32 %30, %29
  store i32 %31, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %54

32:                                               ; preds = %18
  %33 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %33, %34
  %36 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %37 = sub nsw i32 %36, 1
  %38 = icmp eq i32 %35, %37
  br i1 %38, label %39, label %53

39:                                               ; preds = %32
  %40 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %42 = icmp ne i32 %40, %41
  br i1 %42, label %43, label %53

43:                                               ; preds = %39
  %44 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [500 x [500 x i32]], ptr @ar, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds [500 x i32], ptr %46, i64 0, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %52 = add nsw i32 %51, %50
  store i32 %52, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %53

53:                                               ; preds = %43, %39, %32
  br label %54

54:                                               ; preds = %53, %22
  br label %55

55:                                               ; preds = %54
  %56 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %13, !llvm.loop !9

58:                                               ; preds = %17
  br label %59

59:                                               ; preds = %58
  %60 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %60, 1
  store i32 %61, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %7, !llvm.loop !11

62:                                               ; preds = %11
  %63 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  ret i32 %63
}

; 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

attributes #0 = { mustprogress 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 #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; 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"

@ar = external dso_local local_unnamed_addr global [500 x [500 x i32]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z36get_principal_secondary_diagonal_sumi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = icmp sgt i32 %0, 0
  br i1 %2, label %.preheader.lr.ph, label %._crit_edge27

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %1
  %3 = add nsw i32 %0, -1
  %4 = zext nneg i32 %3 to i64
  %wide.trip.count33 = zext nneg i32 %0 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count33, 1
  %5 = icmp eq i32 %0, 1
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count33, 2147483646
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %.preheader.lr.ph
  %indvars.iv30 = phi i64 [ %indvars.iv.next31, %._crit_edge.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph ]
  %.02125.us = phi i32 [ %.2.us.lcssa, %._crit_edge.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph ]
  br i1 %5, label %._crit_edge.us.unr-lcssa, label %.preheader.us.new

.preheader.us.new:                                ; preds = %.preheader.us, %17
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %17 ], [ 0, %.preheader.us ]
  %.123.us = phi i32 [ %.2.us.1, %17 ], [ %.02125.us, %.preheader.us ]
  %niter = phi i64 [ %niter.next.1, %17 ], [ 0, %.preheader.us ]
  %6 = icmp eq i64 %indvars.iv30, %indvars.iv
  br i1 %6, label %.sink.split, label %7

7:                                                ; preds = %.preheader.us.new
  %8 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, %indvars.iv30
  %.not.us = icmp eq i64 %8, %4
  br i1 %.not.us, label %.sink.split, label %11

.sink.split:                                      ; preds = %7, %.preheader.us.new
  %indvars.iv.pn = phi i64 [ %indvars.iv30, %.preheader.us.new ], [ %indvars.iv, %7 ]
  %.sink35 = getelementptr inbounds [500 x [500 x i32]], ptr @ar, i64 0, i64 %indvars.iv30, i64 %indvars.iv.pn
  %9 = load i32, ptr %.sink35, align 4, !tbaa !5
  %10 = add nsw i32 %9, %.123.us
  br label %11

11:                                               ; preds = %.sink.split, %7
  %.2.us = phi i32 [ %.123.us, %7 ], [ %10, %.sink.split ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %12 = icmp eq i64 %indvars.iv30, %indvars.iv.next
  br i1 %12, label %.sink.split.1, label %13

13:                                               ; preds = %11
  %14 = add nuw nsw i64 %indvars.iv.next, %indvars.iv30
  %.not.us.1 = icmp eq i64 %14, %4
  br i1 %.not.us.1, label %.sink.split.1, label %17

.sink.split.1:                                    ; preds = %13, %11
  %indvars.iv.pn.1 = phi i64 [ %indvars.iv30, %11 ], [ %indvars.iv.next, %13 ]
  %.sink35.1 = getelementptr inbounds [500 x [500 x i32]], ptr @ar, i64 0, i64 %indvars.iv30, i64 %indvars.iv.pn.1
  %15 = load i32, ptr %.sink35.1, align 4, !tbaa !5
  %16 = add nsw i32 %15, %.2.us
  br label %17

17:                                               ; preds = %.sink.split.1, %13
  %.2.us.1 = phi i32 [ %.2.us, %13 ], [ %16, %.sink.split.1 ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.us.unr-lcssa, label %.preheader.us.new, !llvm.loop !9

._crit_edge.us.unr-lcssa:                         ; preds = %17, %.preheader.us
  %.2.us.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.preheader.us ], [ %.2.us.1, %17 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.preheader.us ], [ %indvars.iv.next.1, %17 ]
  %.123.us.unr = phi i32 [ %.02125.us, %.preheader.us ], [ %.2.us.1, %17 ]
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge.us, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.us.unr-lcssa
  %18 = icmp eq i64 %indvars.iv30, %indvars.iv.unr
  br i1 %18, label %.sink.split.epil, label %19

19:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %20 = add nuw nsw i64 %indvars.iv.unr, %indvars.iv30
  %.not.us.epil = icmp eq i64 %20, %4
  br i1 %.not.us.epil, label %.sink.split.epil, label %._crit_edge.us

.sink.split.epil:                                 ; preds = %19, %.epil.preheader
  %indvars.iv.pn.epil = phi i64 [ %indvars.iv30, %.epil.preheader ], [ %indvars.iv.unr, %19 ]
  %.sink35.epil = getelementptr inbounds [500 x [500 x i32]], ptr @ar, i64 0, i64 %indvars.iv30, i64 %indvars.iv.pn.epil
  %21 = load i32, ptr %.sink35.epil, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %21, %.123.us.unr
  br label %._crit_edge.us

._crit_edge.us:                                   ; preds = %19, %.sink.split.epil, %._crit_edge.us.unr-lcssa
  %.2.us.lcssa = phi i32 [ %.2.us.lcssa.ph, %._crit_edge.us.unr-lcssa ], [ %.123.us.unr, %19 ], [ %22, %.sink.split.epil ]
  %indvars.iv.next31 = add nuw nsw i64 %indvars.iv30, 1
  %exitcond34.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next31, %wide.trip.count33
  br i1 %exitcond34.not, label %._crit_edge27, label %.preheader.us, !llvm.loop !11

._crit_edge27:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %1
  %.021.lcssa = phi i32 [ 0, %1 ], [ %.2.us.lcssa, %._crit_edge.us ]
  ret i32 %.021.lcssa
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, 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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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