; LLVM IR from 6leetcode/6leetcode :: questions/Algorithms/0048. Rotate Image (Solution)

; 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 uwtable
define dso_local void @rotate(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %13

13:                                               ; preds = %50, %3
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %16 = icmp slt i32 %14, %15
  br i1 %16, label %18, label %17

17:                                               ; preds = %13
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %53

18:                                               ; preds = %13
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %21 = sdiv i32 %20, 2
  %22 = icmp slt i32 %19, %21
  br i1 %22, label %23, label %49

23:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %24 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds ptr, ptr %24, i64 %26
  %28 = load ptr, ptr %27, align 8, !tbaa !5
  store ptr %28, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %29 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %31 = sub nsw i32 %30, 1
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %33 = sub nsw i32 %31, %32
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds ptr, ptr %29, i64 %34
  %36 = load ptr, ptr %35, align 8, !tbaa !5
  %37 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds ptr, ptr %37, i64 %39
  store ptr %36, ptr %40, align 8, !tbaa !5
  %41 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %42 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %44 = sub nsw i32 %43, 1
  %45 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %46 = sub nsw i32 %44, %45
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds ptr, ptr %42, i64 %47
  store ptr %41, ptr %48, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  br label %49

49:                                               ; preds = %23, %18
  br label %50

50:                                               ; preds = %49
  %51 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  store i32 %52, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %13, !llvm.loop !11

53:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %54

54:                                               ; preds = %111, %53
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %56 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %57 = icmp slt i32 %55, %56
  br i1 %57, label %59, label %58

58:                                               ; preds = %54
  store i32 5, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %114

59:                                               ; preds = %54
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %60 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %61 = add nsw i32 %60, 1
  store i32 %61, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %62

62:                                               ; preds = %107, %59
  %63 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %64 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = icmp slt i32 %63, %68
  br i1 %69, label %71, label %70

70:                                               ; preds = %62
  store i32 8, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %110

71:                                               ; preds = %62
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %72 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds ptr, ptr %72, i64 %74
  %76 = load ptr, ptr %75, 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
  store i32 %80, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %81 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds ptr, ptr %81, i64 %83
  %85 = load ptr, ptr %84, align 8, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds i32, ptr %85, i64 %87
  %89 = load i32, ptr %88, align 4, !tbaa !9
  %90 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = getelementptr inbounds ptr, ptr %90, i64 %92
  %94 = load ptr, ptr %93, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %96
  store i32 %89, ptr %97, align 4, !tbaa !9
  %98 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %99 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %100 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = getelementptr inbounds ptr, ptr %99, i64 %101
  %103 = load ptr, ptr %102, align 8, !tbaa !5
  %104 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %105 = sext i32 %104 to i64
  %106 = getelementptr inbounds i32, ptr %103, i64 %105
  store i32 %98, ptr %106, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %107

107:                                              ; preds = %71
  %108 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %109 = add nsw i32 %108, 1
  store i32 %109, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %62, !llvm.loop !13

110:                                              ; preds = %70
  br label %111

111:                                              ; preds = %110
  %112 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %113 = add nsw i32 %112, 1
  store i32 %113, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %54, !llvm.loop !14

114:                                              ; preds = %58
  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 = !{!"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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}


; 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 norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @rotate(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef readonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %5 = lshr i32 %1, 1
  %6 = zext nneg i32 %1 to i64
  %7 = zext nneg i32 %5 to i64
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  %invariant.gep = getelementptr ptr, ptr %0, i64 %6
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %8 = icmp eq i32 %1, 1
  br i1 %8, label %.preheader.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 2147483646
  br label %15

.preheader.unr-lcssa:                             ; preds = %29, %.lr.ph
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %29 ]
  %lcmp.mod.not = icmp ne i64 %xtraiter, 0
  %9 = icmp ult i64 %indvars.iv.unr, %7
  %or.cond = select i1 %lcmp.mod.not, i1 %9, i1 false
  br i1 %or.cond, label %10, label %.preheader

10:                                               ; preds = %.preheader.unr-lcssa
  %11 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %12 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %13 = xor i64 %indvars.iv.unr, -1
  %gep.epil = getelementptr ptr, ptr %invariant.gep, i64 %13
  %14 = load ptr, ptr %gep.epil, align 8, !tbaa !5
  store ptr %14, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  store ptr %12, ptr %gep.epil, align 8, !tbaa !5
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %10, %.preheader.unr-lcssa
  br i1 %4, label %.lr.ph43.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph43.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %wide.trip.count53 = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph43

15:                                               ; preds = %29, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %29 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %29 ]
  %16 = icmp ult i64 %indvars.iv, %7
  br i1 %16, label %17, label %22

17:                                               ; preds = %15
  %18 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %19 = load ptr, ptr %18, align 8, !tbaa !5
  %20 = xor i64 %indvars.iv, -1
  %gep = getelementptr ptr, ptr %invariant.gep, i64 %20
  %21 = load ptr, ptr %gep, align 8, !tbaa !5
  store ptr %21, ptr %18, align 8, !tbaa !5
  store ptr %19, ptr %gep, align 8, !tbaa !5
  br label %22

22:                                               ; preds = %15, %17
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %23 = icmp ult i64 %indvars.iv.next, %7
  br i1 %23, label %24, label %29

24:                                               ; preds = %22
  %25 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %26 = load ptr, ptr %25, align 8, !tbaa !5
  %27 = xor i64 %indvars.iv, -2
  %gep.1 = getelementptr ptr, ptr %invariant.gep, i64 %27
  %28 = load ptr, ptr %gep.1, align 8, !tbaa !5
  store ptr %28, ptr %25, align 8, !tbaa !5
  store ptr %26, ptr %gep.1, align 8, !tbaa !5
  br label %29

29:                                               ; preds = %24, %22
  %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 %.preheader.unr-lcssa, label %15, !llvm.loop !9

.loopexit:                                        ; preds = %36, %.lr.ph43
  %indvars.iv.next46 = add nuw nsw i64 %indvars.iv45, 1
  %exitcond54.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next51, %wide.trip.count53
  br i1 %exitcond54.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph43, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %3, %.preheader
  ret void

.lr.ph43:                                         ; preds = %.lr.ph43.preheader, %.loopexit
  %indvars.iv50 = phi i64 [ 0, %.lr.ph43.preheader ], [ %indvars.iv.next51, %.loopexit ]
  %indvars.iv45 = phi i64 [ 1, %.lr.ph43.preheader ], [ %indvars.iv.next46, %.loopexit ]
  %indvars.iv.next51 = add nuw nsw i64 %indvars.iv50, 1
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv50
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !12
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = icmp slt i64 %indvars.iv.next51, %32
  br i1 %33, label %.lr.ph41, label %.loopexit

.lr.ph41:                                         ; preds = %.lr.ph43
  %34 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv50
  %35 = load ptr, ptr %34, align 8, !tbaa !5
  br label %36

36:                                               ; preds = %.lr.ph41, %36
  %indvars.iv47 = phi i64 [ %indvars.iv45, %.lr.ph41 ], [ %indvars.iv.next48, %36 ]
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %indvars.iv47
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !12
  %39 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv47
  %40 = load ptr, ptr %39, align 8, !tbaa !5
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %indvars.iv50
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !12
  store i32 %42, ptr %37, align 4, !tbaa !12
  store i32 %38, ptr %41, align 4, !tbaa !12
  %indvars.iv.next48 = add nuw nsw i64 %indvars.iv47, 1
  %43 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !12
  %44 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next48 to i32
  %45 = icmp sgt i32 %43, %44
  br i1 %45, label %36, label %.loopexit, !llvm.loop !14
}

attributes #0 = { nofree norecurse 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, !6, i64 0}
!6 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = !{!13, !13, i64 0}
!13 = !{!"int", !7, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !10}


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