; LLVM IR from jishanshaikh4/lib-math :: fast-fourier-transforms/fast-fourier-transform.ll (fft)

; 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"

@PI = external dso_local global double, align 8

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @_fft(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca { double, double }, align 8
  %11 = alloca { double, double }, align 8
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp slt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %136

15:                                               ; preds = %4
  %16 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %17 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %20 = mul nsw i32 %19, 2
  call void @_fft(ptr noundef %16, ptr noundef %17, i32 noundef %18, i32 noundef %20)
  %21 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %21, i64 %23
  %25 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %25, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %31 = mul nsw i32 %30, 2
  call void @_fft(ptr noundef %24, ptr noundef %28, i32 noundef %29, i32 noundef %31)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %32

32:                                               ; preds = %130, %15
  %33 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp slt i32 %33, %34
  br i1 %35, label %37, label %36

36:                                               ; preds = %32
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %135

37:                                               ; preds = %32
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %10) #3
  %38 = load double, ptr @PI, align 8, !tbaa !11
  %39 = fmul double -0.000000e+00, %38
  %40 = fmul double -1.000000e+00, %38
  %41 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %42 = sitofp i32 %41 to double
  %43 = fmul double %39, %42
  %44 = fmul double %40, %42
  %45 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %46 = sitofp i32 %45 to double
  %47 = fdiv double %43, %46
  %48 = fdiv double %44, %46
  %49 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %11, i32 0, i32 0
  %50 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %11, i32 0, i32 1
  store double %47, ptr %49, align 8
  store double %48, ptr %50, align 8
  %51 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %11, i32 0, i32 0
  %52 = load double, ptr %51, align 8
  %53 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %11, i32 0, i32 1
  %54 = load double, ptr %53, align 8
  %55 = call { double, double } @cexp(double noundef %52, double noundef %54) #3
  %56 = extractvalue { double, double } %55, 0
  %57 = extractvalue { double, double } %55, 1
  %58 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %61 = add nsw i32 %59, %60
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %58, i64 %62
  %64 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %63, i32 0, i32 0
  %65 = load double, ptr %64, align 8
  %66 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %63, i32 0, i32 1
  %67 = load double, ptr %66, align 8
  %68 = fmul double %56, %65
  %69 = fmul double %57, %67
  %70 = fmul double %56, %67
  %71 = fmul double %57, %65
  %72 = fsub double %68, %69
  %73 = fadd double %70, %71
  %74 = fcmp uno double %72, %72
  br i1 %74, label %75, label %81, !prof !13

75:                                               ; preds = %37
  %76 = fcmp uno double %73, %73
  br i1 %76, label %77, label %81, !prof !13

77:                                               ; preds = %75
  %78 = call { double, double } @__muldc3(double noundef %56, double noundef %57, double noundef %65, double noundef %67) #3
  %79 = extractvalue { double, double } %78, 0
  %80 = extractvalue { double, double } %78, 1
  br label %81

81:                                               ; preds = %77, %75, %37
  %82 = phi double [ %72, %37 ], [ %72, %75 ], [ %79, %77 ]
  %83 = phi double [ %73, %37 ], [ %73, %75 ], [ %80, %77 ]
  %84 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %10, i32 0, i32 0
  %85 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %10, i32 0, i32 1
  store double %82, ptr %84, align 8
  store double %83, ptr %85, align 8
  %86 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %86, i64 %88
  %90 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %89, i32 0, i32 0
  %91 = load double, ptr %90, align 8
  %92 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %89, i32 0, i32 1
  %93 = load double, ptr %92, align 8
  %94 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %10, i32 0, i32 0
  %95 = load double, ptr %94, align 8
  %96 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %10, i32 0, i32 1
  %97 = load double, ptr %96, align 8
  %98 = fadd double %91, %95
  %99 = fadd double %93, %97
  %100 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %101 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %102 = sdiv i32 %101, 2
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %100, i64 %103
  %105 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %104, i32 0, i32 0
  %106 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %104, i32 0, i32 1
  store double %98, ptr %105, align 8
  store double %99, ptr %106, align 8
  %107 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %108 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %107, i64 %109
  %111 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %110, i32 0, i32 0
  %112 = load double, ptr %111, align 8
  %113 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %110, i32 0, i32 1
  %114 = load double, ptr %113, align 8
  %115 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %10, i32 0, i32 0
  %116 = load double, ptr %115, align 8
  %117 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %10, i32 0, i32 1
  %118 = load double, ptr %117, align 8
  %119 = fsub double %112, %116
  %120 = fsub double %114, %118
  %121 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %122 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %123 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %124 = add nsw i32 %122, %123
  %125 = sdiv i32 %124, 2
  %126 = sext i32 %125 to i64
  %127 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %121, i64 %126
  %128 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %127, i32 0, i32 0
  %129 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %127, i32 0, i32 1
  store double %119, ptr %128, align 8
  store double %120, ptr %129, align 8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %10) #3
  br label %130

130:                                              ; preds = %81
  %131 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %132 = mul nsw i32 2, %131
  %133 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %134 = add nsw i32 %133, %132
  store i32 %134, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %32, !llvm.loop !14

135:                                              ; preds = %36
  br label %136

136:                                              ; preds = %135, %4
  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: nounwind
declare { double, double } @cexp(double noundef, double noundef) #2

declare { double, double } @__muldc3(double, double, double, double)

; 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 "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 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"double", !7, i64 0}
!13 = !{!"branch_weights", i32 1, i32 1048575}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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"

@PI = external dso_local local_unnamed_addr global double, align 8

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @_fft(ptr nocapture noundef %0, ptr nocapture noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = icmp slt i32 %3, %2
  br i1 %5, label %6, label %.loopexit

6:                                                ; preds = %4
  %7 = shl nsw i32 %3, 1
  tail call void @_fft(ptr noundef %1, ptr noundef %0, i32 noundef %2, i32 noundef %7)
  %8 = sext i32 %3 to i64
  %9 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %1, i64 %8
  %10 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %0, i64 %8
  tail call void @_fft(ptr noundef %9, ptr noundef %10, i32 noundef %2, i32 noundef %7)
  %11 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %11, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %6
  %12 = uitofp nneg i32 %2 to double
  %13 = sext i32 %7 to i64
  %14 = zext nneg i32 %2 to i64
  %invariant.gep = getelementptr { double, double }, ptr %1, i64 %8
  br label %15

15:                                               ; preds = %.lr.ph, %52
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %52 ]
  %16 = load double, ptr @PI, align 8, !tbaa !5
  %17 = fmul double %16, -0.000000e+00
  %18 = fneg double %16
  %19 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %20 = sitofp i32 %19 to double
  %21 = fmul double %17, %20
  %22 = fmul double %20, %18
  %23 = fdiv double %21, %12
  %24 = fdiv double %22, %12
  %25 = tail call { double, double } @cexp(double noundef %23, double noundef %24) #2
  %26 = extractvalue { double, double } %25, 0
  %27 = extractvalue { double, double } %25, 1
  %gep = getelementptr { double, double }, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv
  %28 = load <2 x double>, ptr %gep, align 8
  %29 = insertelement <2 x double> poison, double %26, i64 0
  %30 = shufflevector <2 x double> %29, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %31 = fmul <2 x double> %30, %28
  %32 = insertelement <2 x double> poison, double %27, i64 0
  %33 = shufflevector <2 x double> %32, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
  %34 = fmul <2 x double> %33, %28
  %35 = shufflevector <2 x double> %34, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  %36 = fsub <2 x double> %31, %35
  %37 = fadd <2 x double> %31, %35
  %38 = shufflevector <2 x double> %36, <2 x double> %37, <2 x i32> <i32 0, i32 3>
  %39 = extractelement <2 x double> %36, i64 0
  %40 = fcmp uno double %39, 0.000000e+00
  br i1 %40, label %41, label %52, !prof !9

41:                                               ; preds = %15
  %42 = extractelement <2 x double> %37, i64 1
  %43 = fcmp uno double %42, 0.000000e+00
  br i1 %43, label %44, label %52, !prof !9

44:                                               ; preds = %41
  %45 = extractelement <2 x double> %28, i64 0
  %46 = extractelement <2 x double> %28, i64 1
  %47 = tail call { double, double } @__muldc3(double noundef %26, double noundef %27, double noundef %45, double noundef %46) #2
  %48 = extractvalue { double, double } %47, 0
  %49 = extractvalue { double, double } %47, 1
  %50 = insertelement <2 x double> poison, double %48, i64 0
  %51 = insertelement <2 x double> %50, double %49, i64 1
  br label %52

52:                                               ; preds = %44, %41, %15
  %53 = phi <2 x double> [ %38, %15 ], [ %38, %41 ], [ %51, %44 ]
  %54 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %55 = ashr exact i32 %19, 1
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %0, i64 %56
  %58 = load <2 x double>, ptr %54, align 8
  %59 = fadd <2 x double> %53, %58
  store <2 x double> %59, ptr %57, align 8
  %60 = trunc i64 %indvars.iv to i32
  %61 = add i32 %60, %2
  %62 = sdiv i32 %61, 2
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds { double, double }, ptr %0, i64 %63
  %65 = load <2 x double>, ptr %54, align 8
  %66 = fsub <2 x double> %65, %53
  store <2 x double> %66, ptr %64, align 8
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, %13
  %67 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %14
  br i1 %67, label %15, label %.loopexit, !llvm.loop !10

.loopexit:                                        ; preds = %52, %6, %4
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind
declare { double, double } @cexp(double noundef, double noundef) local_unnamed_addr #1

declare { double, double } @__muldc3(double, double, double, double) local_unnamed_addr

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 = { nounwind "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 = !{!"double", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!"branch_weights", i32 1, i32 1048575}
!10 = distinct !{!10, !11}
!11 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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