; LLVM IR from Seeed-Studio/Seeed_Arduino_edgeimpulse :: src/edge-impulse-sdk/CMSIS/NN/Source/SoftmaxFunctions (arm_softmax_q15)

; 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 void @arm_softmax_q15(ptr noundef %0, i16 noundef zeroext %1, ptr noundef %2) #0 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i16, align 2
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i16, align 2
  %9 = alloca i8, align 1
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i16 %1, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 2, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 -1048576, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  store i16 0, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  br label %13

13:                                               ; preds = %36, %3
  %14 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %15 = sext i16 %14 to i32
  %16 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %17 = zext i16 %16 to i32
  %18 = icmp slt i32 %15, %17
  br i1 %18, label %19, label %39

19:                                               ; preds = %13
  %20 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %21 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %22 = sext i16 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i16, ptr %20, i64 %22
  %24 = load i16, ptr %23, align 2, !tbaa !9
  %25 = sext i16 %24 to i32
  %26 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %27 = icmp sgt i32 %25, %26
  br i1 %27, label %28, label %35

28:                                               ; preds = %19
  %29 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %31 = sext i16 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i16, ptr %29, i64 %31
  %33 = load i16, ptr %32, align 2, !tbaa !9
  %34 = sext i16 %33 to i32
  store i32 %34, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  br label %35

35:                                               ; preds = %28, %19
  br label %36

36:                                               ; preds = %35
  %37 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %38 = add i16 %37, 1
  store i16 %38, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  br label %13, !llvm.loop !13

39:                                               ; preds = %13
  %40 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %41 = sub nsw i32 %40, 16
  store i32 %41, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  store i16 0, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  br label %42

42:                                               ; preds = %74, %39
  %43 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %44 = sext i16 %43 to i32
  %45 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %46 = zext i16 %45 to i32
  %47 = icmp slt i32 %44, %46
  br i1 %47, label %48, label %77

48:                                               ; preds = %42
  %49 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %51 = sext i16 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i16, ptr %49, i64 %51
  %53 = load i16, ptr %52, align 2, !tbaa !9
  %54 = sext i16 %53 to i32
  %55 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %56 = icmp sgt i32 %54, %55
  br i1 %56, label %57, label %73

57:                                               ; preds = %48
  %58 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %60 = sext i16 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds i16, ptr %58, i64 %60
  %62 = load i16, ptr %61, align 2, !tbaa !9
  %63 = sext i16 %62 to i32
  %64 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %65 = sub nsw i32 %63, %64
  %66 = call i32 @__USAT(i32 noundef %65, i32 noundef 5)
  %67 = trunc i32 %66 to i8
  store i8 %67, ptr %9, align 1, !tbaa !15
  %68 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !15
  %69 = zext i8 %68 to i32
  %70 = shl i32 1, %69
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  %72 = add nsw i32 %71, %70
  store i32 %72, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  br label %73

73:                                               ; preds = %57, %48
  br label %74

74:                                               ; preds = %73
  %75 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %76 = add i16 %75, 1
  store i16 %76, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  br label %42, !llvm.loop !16

77:                                               ; preds = %42
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  store i64 4294967296, ptr %11, align 8, !tbaa !17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %78 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !17
  %79 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = sdiv i64 %78, %80
  %82 = trunc i64 %81 to i32
  store i32 %82, ptr %12, align 4, !tbaa !11
  store i16 0, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  br label %83

83:                                               ; preds = %126, %77
  %84 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %85 = sext i16 %84 to i32
  %86 = load i16, ptr %5, align 2, !tbaa !9
  %87 = zext i16 %86 to i32
  %88 = icmp slt i32 %85, %87
  br i1 %88, label %89, label %129

89:                                               ; preds = %83
  %90 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %91 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %92 = sext i16 %91 to i64
  %93 = getelementptr inbounds i16, ptr %90, i64 %92
  %94 = load i16, ptr %93, align 2, !tbaa !9
  %95 = sext i16 %94 to i32
  %96 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %97 = icmp sgt i32 %95, %96
  br i1 %97, label %98, label %120

98:                                               ; preds = %89
  %99 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %100 = add nsw i32 17, %99
  %101 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %103 = sext i16 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i16, ptr %101, i64 %103
  %105 = load i16, ptr %104, align 2, !tbaa !9
  %106 = sext i16 %105 to i32
  %107 = sub nsw i32 %100, %106
  %108 = call i32 @__USAT(i32 noundef %107, i32 noundef 5)
  %109 = trunc i32 %108 to i8
  store i8 %109, ptr %9, align 1, !tbaa !15
  %110 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !11
  %111 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !15
  %112 = zext i8 %111 to i32
  %113 = ashr i32 %110, %112
  %114 = call i32 @__SSAT(i32 noundef %113, i32 noundef 16)
  %115 = trunc i32 %114 to i16
  %116 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %117 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %118 = sext i16 %117 to i64
  %119 = getelementptr inbounds i16, ptr %116, i64 %118
  store i16 %115, ptr %119, align 2, !tbaa !9
  br label %125

120:                                              ; preds = %89
  %121 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %122 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %123 = sext i16 %122 to i64
  %124 = getelementptr inbounds i16, ptr %121, i64 %123
  store i16 0, ptr %124, align 2, !tbaa !9
  br label %125

125:                                              ; preds = %120, %98
  br label %126

126:                                              ; preds = %125
  %127 = load i16, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  %128 = add i16 %127, 1
  store i16 %128, ptr %8, align 2, !tbaa !9
  br label %83, !llvm.loop !19

129:                                              ; preds = %83
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 2, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  ret void
}

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

; Function Attrs: alwaysinline nounwind uwtable
declare hidden i32 @__USAT(i32 noundef, i32 noundef) #2

; Function Attrs: alwaysinline nounwind uwtable
declare hidden i32 @__SSAT(i32 noundef, i32 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 = { alwaysinline 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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"short", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"int", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = !{!7, !7, i64 0}
!16 = distinct !{!16, !14}
!17 = !{!18, !18, i64 0}
!18 = !{!"long", !7, i64 0}
!19 = distinct !{!19, !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: nounwind uwtable
define dso_local void @arm_softmax_q15(ptr nocapture noundef readonly %0, i16 noundef zeroext %1, ptr nocapture noundef writeonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = zext i16 %1 to i32
  %.not = icmp eq i16 %1, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge58, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %min.iters.check = icmp ult i16 %1, 16
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph.preheader67, label %vector.scevcheck

vector.scevcheck:                                 ; preds = %.lr.ph.preheader
  %5 = add nsw i32 %4, -1
  %6 = trunc i32 %5 to i16
  %7 = icmp ugt i16 %6, 32766
  %8 = icmp ugt i32 %5, 32767
  %9 = or i1 %7, %8
  br i1 %9, label %.lr.ph.preheader67, label %vector.ph

vector.ph:                                        ; preds = %vector.scevcheck
  %n.vec = and i32 %4, 65528
  %ind.end = trunc nuw i32 %n.vec to i16
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i32 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vec.phi = phi <4 x i32> [ <i32 -1048576, i32 -1048576, i32 -1048576, i32 -1048576>, %vector.ph ], [ %15, %vector.body ]
  %vec.phi65 = phi <4 x i32> [ <i32 -1048576, i32 -1048576, i32 -1048576, i32 -1048576>, %vector.ph ], [ %16, %vector.body ]
  %offset.idx = zext i32 %index to i64
  %sext = shl i64 %offset.idx, 48
  %10 = ashr exact i64 %sext, 47
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 %10
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %11, i64 8
  %wide.load = load <4 x i16>, ptr %11, align 2, !tbaa !5
  %wide.load66 = load <4 x i16>, ptr %12, align 2, !tbaa !5
  %13 = sext <4 x i16> %wide.load to <4 x i32>
  %14 = sext <4 x i16> %wide.load66 to <4 x i32>
  %15 = tail call <4 x i32> @llvm.smax.v4i32(<4 x i32> %vec.phi, <4 x i32> %13)
  %16 = tail call <4 x i32> @llvm.smax.v4i32(<4 x i32> %vec.phi65, <4 x i32> %14)
  %index.next = add nuw i32 %index, 8
  %17 = icmp eq i32 %index.next, %n.vec
  br i1 %17, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %rdx.minmax = tail call <4 x i32> @llvm.smax.v4i32(<4 x i32> %15, <4 x i32> %16)
  %18 = tail call i32 @llvm.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %rdx.minmax)
  %cmp.n = icmp eq i32 %n.vec, %4
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge, label %.lr.ph.preheader67

.lr.ph.preheader67:                               ; preds = %middle.block, %vector.scevcheck, %.lr.ph.preheader
  %.03647.ph = phi i16 [ 0, %vector.scevcheck ], [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %.03846.ph = phi i32 [ -1048576, %vector.scevcheck ], [ -1048576, %.lr.ph.preheader ], [ %18, %middle.block ]
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader67, %.lr.ph
  %.03647 = phi i16 [ %23, %.lr.ph ], [ %.03647.ph, %.lr.ph.preheader67 ]
  %.03846 = phi i32 [ %spec.select, %.lr.ph ], [ %.03846.ph, %.lr.ph.preheader67 ]
  %19 = sext i16 %.03647 to i64
  %20 = getelementptr inbounds i16, ptr %0, i64 %19
  %21 = load i16, ptr %20, align 2, !tbaa !5
  %22 = sext i16 %21 to i32
  %spec.select = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %.03846, i32 %22)
  %23 = add i16 %.03647, 1
  %24 = sext i16 %23 to i32
  %25 = icmp slt i32 %24, %4
  br i1 %25, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !13

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %middle.block
  %spec.select.lcssa = phi i32 [ %18, %middle.block ], [ %spec.select, %.lr.ph ]
  %26 = add nsw i32 %spec.select.lcssa, -16
  br i1 %.not, label %._crit_edge58, label %.lr.ph52

.lr.ph52:                                         ; preds = %._crit_edge, %38
  %.050 = phi i32 [ %.1, %38 ], [ 0, %._crit_edge ]
  %.13749 = phi i16 [ %39, %38 ], [ 0, %._crit_edge ]
  %27 = sext i16 %.13749 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i16, ptr %0, i64 %27
  %29 = load i16, ptr %28, align 2, !tbaa !5
  %30 = sext i16 %29 to i32
  %31 = icmp slt i32 %26, %30
  br i1 %31, label %32, label %38

32:                                               ; preds = %.lr.ph52
  %33 = sub nsw i32 %30, %26
  %34 = tail call i32 @__USAT(i32 noundef %33, i32 noundef 5)
  %35 = and i32 %34, 255
  %36 = shl nuw i32 1, %35
  %37 = add nsw i32 %36, %.050
  br label %38

38:                                               ; preds = %.lr.ph52, %32
  %.1 = phi i32 [ %37, %32 ], [ %.050, %.lr.ph52 ]
  %39 = add i16 %.13749, 1
  %40 = sext i16 %39 to i32
  %41 = icmp slt i32 %40, %4
  br i1 %41, label %.lr.ph52, label %._crit_edge53, !llvm.loop !14

._crit_edge53:                                    ; preds = %38
  %42 = sext i32 %.1 to i64
  %43 = sdiv i64 4294967296, %42
  %44 = trunc i64 %43 to i32
  br i1 %.not, label %._crit_edge58, label %.lr.ph57

.lr.ph57:                                         ; preds = %._crit_edge53
  %45 = add nsw i32 %spec.select.lcssa, 1
  br label %46

46:                                               ; preds = %.lr.ph57, %59
  %.255 = phi i16 [ 0, %.lr.ph57 ], [ %61, %59 ]
  %47 = sext i16 %.255 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i16, ptr %0, i64 %47
  %49 = load i16, ptr %48, align 2, !tbaa !5
  %50 = sext i16 %49 to i32
  %51 = icmp slt i32 %26, %50
  br i1 %51, label %52, label %59

52:                                               ; preds = %46
  %53 = sub nsw i32 %45, %50
  %54 = tail call i32 @__USAT(i32 noundef %53, i32 noundef 5)
  %55 = and i32 %54, 255
  %56 = ashr i32 %44, %55
  %57 = tail call i32 @__SSAT(i32 noundef %56, i32 noundef 16)
  %58 = trunc i32 %57 to i16
  br label %59

59:                                               ; preds = %46, %52
  %.sink = phi i16 [ %58, %52 ], [ 0, %46 ]
  %60 = getelementptr inbounds i16, ptr %2, i64 %47
  store i16 %.sink, ptr %60, align 2
  %61 = add i16 %.255, 1
  %62 = sext i16 %61 to i32
  %63 = icmp slt i32 %62, %4
  br i1 %63, label %46, label %._crit_edge58, !llvm.loop !15

._crit_edge58:                                    ; preds = %59, %3, %._crit_edge, %._crit_edge53
  ret void
}

; Function Attrs: alwaysinline nounwind uwtable
declare hidden i32 @__USAT(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: alwaysinline nounwind uwtable
declare hidden i32 @__SSAT(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smax.i32(i32, i32) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare <4 x i32> @llvm.smax.v4i32(<4 x i32>, <4 x i32>) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32>) #2

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 = { alwaysinline 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 = { 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, !6, i64 0}
!6 = !{!"short", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10, !11}
!14 = distinct !{!14, !10}
!15 = distinct !{!15, !10}


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