; LLVM IR from chrr/libECP :: src (dimensions)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local ptr @cartesianShellOrder(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
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  %10 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %11 = add nsw i32 %10, 1
  %12 = mul nsw i32 3, %11
  %13 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %14 = add nsw i32 %13, 2
  %15 = mul nsw i32 %12, %14
  %16 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %17 = add nsw i32 %16, 3
  %18 = mul nsw i32 %15, %17
  %19 = sdiv i32 %18, 6
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = call noalias ptr @calloc(i64 noundef %20, i64 noundef 4) #4
  store ptr %21, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %22

22:                                               ; preds = %84, %1
  %23 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp sle i32 %23, %24
  br i1 %25, label %26, label %87

26:                                               ; preds = %22
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %80, %26
  %28 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp sle i32 %28, %29
  br i1 %30, label %31, label %83

31:                                               ; preds = %27
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %34 = sub nsw i32 %32, %33
  store i32 %34, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %35

35:                                               ; preds = %76, %31
  %36 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %38 = icmp sle i32 %36, %37
  br i1 %38, label %39, label %79

39:                                               ; preds = %35
  %40 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %41 = sub nsw i32 %40, 1
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  %43 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %44 = sub nsw i32 %43, 1
  %45 = add nsw i32 %44, 2
  %46 = mul nsw i32 %42, %45
  %47 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %48 = sub nsw i32 %47, 1
  %49 = add nsw i32 %48, 3
  %50 = mul nsw i32 %46, %49
  %51 = sdiv i32 %50, 6
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nsw i32 %51, %52
  %54 = mul nsw i32 %53, 3
  store i32 %54, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %56 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  store i32 %55, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %62 = sub nsw i32 %60, %61
  %63 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %64 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %66
  store i32 %62, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %69 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %70 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %70, 2
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %69, i64 %72
  store i32 %68, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %76

76:                                               ; preds = %39
  %77 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %78 = add nsw i32 %77, 1
  store i32 %78, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %35, !llvm.loop !11

79:                                               ; preds = %35
  br label %80

80:                                               ; preds = %79
  %81 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %82 = add nsw i32 %81, 1
  store i32 %82, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %27, !llvm.loop !13

83:                                               ; preds = %27
  br label %84

84:                                               ; preds = %83
  %85 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %86 = add nsw i32 %85, 1
  store i32 %86, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %22, !llvm.loop !14

87:                                               ; preds = %22
  %88 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #3
  ret ptr %88
}

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

; Function Attrs: nounwind allocsize(0,1)
declare noalias ptr @calloc(i64 noundef, i64 noundef) #2

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

attributes #0 = { 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 allocsize(0,1) "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 }
attributes #4 = { nounwind allocsize(0,1) }

!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 = 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 nounwind memory(write, argmem: none, inaccessiblemem: readwrite) uwtable
define dso_local noalias noundef ptr @cartesianShellOrder(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = mul i32 %0, 3
  %3 = add i32 %2, 3
  %4 = add nsw i32 %0, 2
  %5 = add nsw i32 %0, 3
  %6 = mul i32 %5, %4
  %7 = mul i32 %6, %3
  %8 = sdiv i32 %7, 6
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = tail call noalias ptr @calloc(i64 noundef %9, i64 noundef 4) #2
  %.not38 = icmp slt i32 %0, 0
  br i1 %.not38, label %._crit_edge, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %1, %41
  %indvars.iv43 = phi i32 [ %indvars.iv.next44, %41 ], [ 1, %1 ]
  %.03139 = phi i32 [ %11, %41 ], [ 0, %1 ]
  %11 = add nuw nsw i32 %.03139, 1
  %12 = mul nuw nsw i32 %11, %.03139
  %13 = add nuw nsw i32 %.03139, 2
  %14 = mul nuw nsw i32 %12, %13
  %15 = udiv i32 %14, 6
  %16 = zext nneg i32 %15 to i64
  br label %17

17:                                               ; preds = %.preheader, %39
  %indvars.iv41 = phi i32 [ 1, %.preheader ], [ %indvars.iv.next42, %39 ]
  %.037 = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ %40, %39 ]
  %.03036 = phi i64 [ 0, %.preheader ], [ %indvars.iv.next.lcssa, %39 ]
  %18 = sub nsw i32 %.03139, %.037
  %sext = shl i64 %.03036, 32
  %19 = ashr exact i64 %sext, 32
  %xtraiter = and i32 %indvars.iv41, 1
  %20 = icmp eq i32 %.037, 0
  br i1 %20, label %.unr-lcssa, label %.new

.new:                                             ; preds = %17
  %unroll_iter = and i32 %indvars.iv41, -2
  br label %21

21:                                               ; preds = %21, %.new
  %indvars.iv = phi i64 [ %19, %.new ], [ %indvars.iv.next.1, %21 ]
  %.02935 = phi i32 [ 0, %.new ], [ %33, %21 ]
  %niter = phi i32 [ 0, %.new ], [ %niter.next.1, %21 ]
  %22 = add nsw i64 %indvars.iv, %16
  %.idx = mul i64 %22, 12
  %23 = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 %.idx
  store i32 %18, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %24 = sub nsw i32 %.037, %.02935
  %25 = getelementptr i8, ptr %23, i64 4
  store i32 %24, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %26 = getelementptr i8, ptr %23, i64 8
  store i32 %.02935, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %27 = or disjoint i32 %.02935, 1
  %28 = add nsw i64 %indvars.iv.next, %16
  %.idx.1 = mul i64 %28, 12
  %29 = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 %.idx.1
  store i32 %18, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %30 = sub nsw i32 %.037, %27
  %31 = getelementptr i8, ptr %29, i64 4
  store i32 %30, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %32 = getelementptr i8, ptr %29, i64 8
  store i32 %27, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nsw i64 %indvars.iv, 2
  %33 = add nuw i32 %.02935, 2
  %niter.next.1 = add i32 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i32 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.unr-lcssa, label %21, !llvm.loop !9

.unr-lcssa:                                       ; preds = %21, %17
  %indvars.iv.next.lcssa.ph = phi i64 [ poison, %17 ], [ %indvars.iv.next.1, %21 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %19, %17 ], [ %indvars.iv.next.1, %21 ]
  %.02935.unr = phi i32 [ 0, %17 ], [ %33, %21 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %39, label %.epilog-lcssa

.epilog-lcssa:                                    ; preds = %.unr-lcssa
  %34 = add nsw i64 %indvars.iv.unr, %16
  %.idx.epil = mul i64 %34, 12
  %35 = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 %.idx.epil
  store i32 %18, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %36 = sub nsw i32 %.037, %.02935.unr
  %37 = getelementptr i8, ptr %35, i64 4
  store i32 %36, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %38 = getelementptr i8, ptr %35, i64 8
  store i32 %.02935.unr, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.epil = add nsw i64 %indvars.iv.unr, 1
  br label %39

39:                                               ; preds = %.unr-lcssa, %.epilog-lcssa
  %indvars.iv.next.lcssa = phi i64 [ %indvars.iv.next.lcssa.ph, %.unr-lcssa ], [ %indvars.iv.next.epil, %.epilog-lcssa ]
  %40 = add nuw i32 %.037, 1
  %indvars.iv.next42 = add nuw i32 %indvars.iv41, 1
  %exitcond45.not = icmp eq i32 %40, %indvars.iv43
  br i1 %exitcond45.not, label %41, label %17, !llvm.loop !11

41:                                               ; preds = %39
  %indvars.iv.next44 = add nuw nsw i32 %indvars.iv43, 1
  %exitcond46.not = icmp eq i32 %.03139, %0
  br i1 %exitcond46.not, label %._crit_edge, label %.preheader, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %41, %1
  ret ptr %10
}

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,zeroed") allocsize(0,1) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @calloc(i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #1

attributes #0 = { nofree nounwind memory(write, argmem: none, inaccessiblemem: 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" }
attributes #1 = { mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,zeroed") allocsize(0,1) memory(inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 allocsize(0,1) }

!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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


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