; LLVM IR from ange-yaghi/engine-sim :: src/convolution_filter.ll (ZN17ConvolutionFilter1fEf)

; 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"

%class.ConvolutionFilter = type <{ %class.Filter, ptr, i32, [4 x i8], ptr, i32, [4 x i8] }>
%class.Filter = type { ptr }

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef float @_ZN17ConvolutionFilter1fEf(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(36) %0, float noundef %1) unnamed_addr #0 align 2 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca float, align 4
  %5 = alloca float, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store float %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %8 = load ptr, ptr %3, align 8
  %9 = load float, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 1
  %11 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %12 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 2
  %13 = load i32, ptr %12, align 8, !tbaa !15
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds float, ptr %11, i64 %14
  store float %9, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  store float 0.000000e+00, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !16
  br label %16

16:                                               ; preds = %43, %2
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !16
  %18 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 5
  %19 = load i32, ptr %18, align 8, !tbaa !17
  %20 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 2
  %21 = load i32, ptr %20, align 8, !tbaa !15
  %22 = sub nsw i32 %19, %21
  %23 = icmp slt i32 %17, %22
  br i1 %23, label %25, label %24

24:                                               ; preds = %16
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  br label %46

25:                                               ; preds = %16
  %26 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 4
  %27 = load ptr, ptr %26, align 8, !tbaa !18
  %28 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !16
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds float, ptr %27, i64 %29
  %31 = load float, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 1
  %33 = load ptr, ptr %32, align 8, !tbaa !11
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !16
  %35 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 2
  %36 = load i32, ptr %35, align 8, !tbaa !15
  %37 = add nsw i32 %34, %36
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds float, ptr %33, i64 %38
  %40 = load float, ptr %39, align 4, !tbaa !9
  %41 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %42 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %31, float %40, float %41)
  store float %42, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %43

43:                                               ; preds = %25
  %44 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !16
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  store i32 %45, ptr %6, align 4, !tbaa !16
  br label %16, !llvm.loop !19

46:                                               ; preds = %24
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  %47 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 5
  %48 = load i32, ptr %47, align 8, !tbaa !17
  %49 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 2
  %50 = load i32, ptr %49, align 8, !tbaa !15
  %51 = sub nsw i32 %48, %50
  store i32 %51, ptr %7, align 4, !tbaa !16
  br label %52

52:                                               ; preds = %79, %46
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !16
  %54 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 5
  %55 = load i32, ptr %54, align 8, !tbaa !17
  %56 = icmp slt i32 %53, %55
  br i1 %56, label %58, label %57

57:                                               ; preds = %52
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  br label %82

58:                                               ; preds = %52
  %59 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 4
  %60 = load ptr, ptr %59, align 8, !tbaa !18
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !16
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds float, ptr %60, i64 %62
  %64 = load float, ptr %63, align 4, !tbaa !9
  %65 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 1
  %66 = load ptr, ptr %65, align 8, !tbaa !11
  %67 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !16
  %68 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 5
  %69 = load i32, ptr %68, align 8, !tbaa !17
  %70 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 2
  %71 = load i32, ptr %70, align 8, !tbaa !15
  %72 = sub nsw i32 %69, %71
  %73 = sub nsw i32 %67, %72
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds float, ptr %66, i64 %74
  %76 = load float, ptr %75, align 4, !tbaa !9
  %77 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %78 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %64, float %76, float %77)
  store float %78, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %79

79:                                               ; preds = %58
  %80 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !16
  %81 = add nsw i32 %80, 1
  store i32 %81, ptr %7, align 4, !tbaa !16
  br label %52, !llvm.loop !21

82:                                               ; preds = %57
  %83 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 2
  %84 = load i32, ptr %83, align 8, !tbaa !15
  %85 = sub nsw i32 %84, 1
  %86 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 5
  %87 = load i32, ptr %86, align 8, !tbaa !17
  %88 = add nsw i32 %85, %87
  %89 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 5
  %90 = load i32, ptr %89, align 8, !tbaa !17
  %91 = srem i32 %88, %90
  %92 = getelementptr inbounds %class.ConvolutionFilter, ptr %8, i32 0, i32 2
  store i32 %91, ptr %92, align 8, !tbaa !15
  %93 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  ret float %93
}

; 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 speculatable willreturn memory(none)
declare float @llvm.fmuladd.f32(float, float, float) #2

; 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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"float", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !6, i64 8}
!12 = !{!"_ZTS17ConvolutionFilter", !13, i64 0, !6, i64 8, !14, i64 16, !6, i64 24, !14, i64 32}
!13 = !{!"_ZTS6Filter"}
!14 = !{!"int", !7, i64 0}
!15 = !{!12, !14, i64 16}
!16 = !{!14, !14, i64 0}
!17 = !{!12, !14, i64 32}
!18 = !{!12, !6, i64 24}
!19 = distinct !{!19, !20}
!20 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!21 = distinct !{!21, !20}


; 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 nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef float @_ZN17ConvolutionFilter1fEf(ptr nocapture noundef nonnull align 8 dereferenceable(36) %0, float noundef %1) unnamed_addr #0 align 2 {
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %4 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %6 = load i32, ptr %5, align 8, !tbaa !12
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = getelementptr inbounds float, ptr %4, i64 %7
  store float %1, ptr %8, align 4, !tbaa !13
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 32
  %10 = load i32, ptr %9, align 8, !tbaa !15
  %11 = sub nsw i32 %10, %6
  %12 = icmp sgt i32 %11, 0
  br i1 %12, label %.lr.ph, label %.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %14 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !16
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %11 to i64
  %invariant.gep = getelementptr float, ptr %4, i64 %7
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 3
  %15 = icmp ult i32 %11, 4
  br i1 %15, label %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 2147483644
  br label %25

.preheader.loopexit.unr-lcssa:                    ; preds = %25, %.lr.ph
  %.lcssa34.ph = phi float [ poison, %.lr.ph ], [ %41, %25 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.3, %25 ]
  %.01319.unr = phi float [ 0.000000e+00, %.lr.ph ], [ %41, %25 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %.preheader.loopexit.unr-lcssa, %.epil.preheader
  %indvars.iv.epil = phi i64 [ %indvars.iv.next.epil, %.epil.preheader ], [ %indvars.iv.unr, %.preheader.loopexit.unr-lcssa ]
  %.01319.epil = phi float [ %19, %.epil.preheader ], [ %.01319.unr, %.preheader.loopexit.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i64 [ %epil.iter.next, %.epil.preheader ], [ 0, %.preheader.loopexit.unr-lcssa ]
  %16 = getelementptr inbounds float, ptr %14, i64 %indvars.iv.epil
  %17 = load float, ptr %16, align 4, !tbaa !13
  %gep.epil = getelementptr float, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.epil
  %18 = load float, ptr %gep.epil, align 4, !tbaa !13
  %19 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %17, float %18, float %.01319.epil)
  %indvars.iv.next.epil = add nuw nsw i64 %indvars.iv.epil, 1
  %epil.iter.next = add i64 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i64 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %.preheader, label %.epil.preheader, !llvm.loop !17

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.loopexit.unr-lcssa, %.epil.preheader, %2
  %.013.lcssa = phi float [ 0.000000e+00, %2 ], [ %.lcssa34.ph, %.preheader.loopexit.unr-lcssa ], [ %19, %.epil.preheader ]
  %20 = icmp sgt i32 %6, 0
  br i1 %20, label %.lr.ph25, label %._crit_edge

.lr.ph25:                                         ; preds = %.preheader
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !16
  %.neg = sub i32 %6, %10
  %23 = sext i32 %11 to i64
  %24 = sext i32 %10 to i64
  br label %45

25:                                               ; preds = %25, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.3, %25 ]
  %.01319 = phi float [ 0.000000e+00, %.lr.ph.new ], [ %41, %25 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.3, %25 ]
  %26 = getelementptr inbounds float, ptr %14, i64 %indvars.iv
  %27 = load float, ptr %26, align 4, !tbaa !13
  %gep = getelementptr float, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv
  %28 = load float, ptr %gep, align 4, !tbaa !13
  %29 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %28, float %.01319)
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %30 = getelementptr inbounds float, ptr %14, i64 %indvars.iv.next
  %31 = load float, ptr %30, align 4, !tbaa !13
  %gep.1 = getelementptr float, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.next
  %32 = load float, ptr %gep.1, align 4, !tbaa !13
  %33 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %31, float %32, float %29)
  %indvars.iv.next.1 = or disjoint i64 %indvars.iv, 2
  %34 = getelementptr inbounds float, ptr %14, i64 %indvars.iv.next.1
  %35 = load float, ptr %34, align 4, !tbaa !13
  %gep.2 = getelementptr float, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.next.1
  %36 = load float, ptr %gep.2, align 4, !tbaa !13
  %37 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %35, float %36, float %33)
  %indvars.iv.next.2 = or disjoint i64 %indvars.iv, 3
  %38 = getelementptr inbounds float, ptr %14, i64 %indvars.iv.next.2
  %39 = load float, ptr %38, align 4, !tbaa !13
  %gep.3 = getelementptr float, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.next.2
  %40 = load float, ptr %gep.3, align 4, !tbaa !13
  %41 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %39, float %40, float %37)
  %indvars.iv.next.3 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 4
  %niter.next.3 = add i64 %niter, 4
  %niter.ncmp.3 = icmp eq i64 %niter.next.3, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.3, label %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %25, !llvm.loop !19

._crit_edge:                                      ; preds = %45, %.preheader
  %.1.lcssa = phi float [ %.013.lcssa, %.preheader ], [ %53, %45 ]
  %42 = add nsw i32 %6, -1
  %43 = add nsw i32 %42, %10
  %44 = srem i32 %43, %10
  store i32 %44, ptr %5, align 8, !tbaa !12
  ret float %.1.lcssa

45:                                               ; preds = %.lr.ph25, %45
  %indvars.iv29 = phi i64 [ %23, %.lr.ph25 ], [ %indvars.iv.next30, %45 ]
  %.123 = phi float [ %.013.lcssa, %.lr.ph25 ], [ %53, %45 ]
  %46 = getelementptr inbounds float, ptr %22, i64 %indvars.iv29
  %47 = load float, ptr %46, align 4, !tbaa !13
  %48 = trunc nsw i64 %indvars.iv29 to i32
  %49 = add i32 %.neg, %48
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds float, ptr %4, i64 %50
  %52 = load float, ptr %51, align 4, !tbaa !13
  %53 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %47, float %52, float %.123)
  %indvars.iv.next30 = add nsw i64 %indvars.iv29, 1
  %54 = icmp slt i64 %indvars.iv.next30, %24
  br i1 %54, label %45, label %._crit_edge, !llvm.loop !21
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare float @llvm.fmuladd.f32(float, float, float) #1

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

!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, !8, i64 8}
!6 = !{!"_ZTS17ConvolutionFilter", !7, i64 0, !8, i64 8, !11, i64 16, !8, i64 24, !11, i64 32}
!7 = !{!"_ZTS6Filter"}
!8 = !{!"any pointer", !9, i64 0}
!9 = !{!"omnipotent char", !10, i64 0}
!10 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!11 = !{!"int", !9, i64 0}
!12 = !{!6, !11, i64 16}
!13 = !{!14, !14, i64 0}
!14 = !{!"float", !9, i64 0}
!15 = !{!6, !11, i64 32}
!16 = !{!6, !8, i64 24}
!17 = distinct !{!17, !18}
!18 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!19 = distinct !{!19, !20}
!20 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!21 = distinct !{!21, !20}


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