; LLVM IR from ClecioJung/digital-control :: digitalControl (pidDiscreet)

; 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"

%struct.PI_D = type { [3 x float], [3 x float], [3 x float], i8, %struct.Saturator, i8, float, %struct.FirstOrderFilter, float, [8 x float] }
%struct.Saturator = type { float, float }
%struct.FirstOrderFilter = type { float, float, float, [3 x float] }

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare hidden float @square(float noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @pidDiscreet(ptr noundef %0, float noundef %1, float noundef %2, float noundef %3, float noundef %4) #1 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca float, align 4
  %8 = alloca float, align 4
  %9 = alloca float, align 4
  %10 = alloca float, align 4
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store float %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store float %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store float %3, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store float %4, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %11 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %11, i32 0, i32 8
  %13 = load float, ptr %12, align 4, !tbaa !11
  %14 = fpext float %13 to double
  %15 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %16 = fpext float %15 to double
  %17 = fmul double 2.000000e+00, %16
  %18 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %19 = fpext float %18 to double
  %20 = fdiv double %17, %19
  %21 = fadd double %14, %20
  %22 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %22, i32 0, i32 8
  %24 = load float, ptr %23, align 4, !tbaa !11
  %25 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %26 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %27 = fdiv float %25, %26
  %28 = fadd float %24, %27
  %29 = fpext float %28 to double
  %30 = fdiv double %21, %29
  %31 = fptrunc double %30 to float
  %32 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %33 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %32, i32 0, i32 9
  %34 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %33, i64 0, i64 0
  store float %31, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  %35 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %36 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %37 = fdiv float %35, %36
  %38 = fneg float %37
  %39 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %39, i32 0, i32 8
  %41 = load float, ptr %40, align 4, !tbaa !11
  %42 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %43 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %44 = fdiv float %42, %43
  %45 = fadd float %41, %44
  %46 = fdiv float %38, %45
  %47 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %48 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %47, i32 0, i32 9
  %49 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %48, i64 0, i64 1
  store float %46, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  %50 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %51 = fpext float %50 to double
  %52 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %53 = fpext float %52 to double
  %54 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %55 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %54, i32 0, i32 8
  %56 = load float, ptr %55, align 4, !tbaa !11
  %57 = fpext float %56 to double
  %58 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 2.000000e+00, double %53, double %57)
  %59 = fmul double %51, %58
  %60 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %61 = fpext float %60 to double
  %62 = fmul double 2.000000e+00, %61
  %63 = fdiv double %59, %62
  %64 = fptrunc double %63 to float
  %65 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %66 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %65, i32 0, i32 9
  %67 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %66, i64 0, i64 2
  store float %64, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %68 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %69 = fneg float %68
  %70 = fpext float %69 to double
  %71 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %72 = fpext float %71 to double
  %73 = fmul double 2.000000e+00, %72
  %74 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %75 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %74, i32 0, i32 8
  %76 = load float, ptr %75, align 4, !tbaa !11
  %77 = fpext float %76 to double
  %78 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %79 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %78, i32 0, i32 8
  %80 = load float, ptr %79, align 4, !tbaa !11
  %81 = call float @square(float noundef %80)
  %82 = fpext float %81 to double
  %83 = fneg double %82
  %84 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %73, double %77, double %83)
  %85 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %86 = fpext float %85 to double
  %87 = fmul double 4.000000e+00, %86
  %88 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %89 = fpext float %88 to double
  %90 = fmul double %87, %89
  %91 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %92 = fpext float %91 to double
  %93 = fdiv double %90, %92
  %94 = fadd double %84, %93
  %95 = fmul double %70, %94
  %96 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %97 = fpext float %96 to double
  %98 = fmul double 2.000000e+00, %97
  %99 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %100 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %99, i32 0, i32 8
  %101 = load float, ptr %100, align 4, !tbaa !11
  %102 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %103 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %104 = fdiv float %102, %103
  %105 = fadd float %101, %104
  %106 = fpext float %105 to double
  %107 = fmul double %98, %106
  %108 = fdiv double %95, %107
  %109 = fptrunc double %108 to float
  %110 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %111 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %110, i32 0, i32 9
  %112 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %111, i64 0, i64 3
  store float %109, ptr %112, align 4, !tbaa !9
  %113 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %114 = fpext float %113 to double
  %115 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %116 = fpext float %115 to double
  %117 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %118 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %117, i32 0, i32 8
  %119 = load float, ptr %118, align 4, !tbaa !11
  %120 = fpext float %119 to double
  %121 = fneg double %120
  %122 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 2.000000e+00, double %116, double %121)
  %123 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %124 = fpext float %123 to double
  %125 = fmul double 2.000000e+00, %124
  %126 = fdiv double %122, %125
  %127 = fmul double %114, %126
  %128 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %129 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %130 = fdiv float %128, %129
  %131 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %132 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %131, i32 0, i32 8
  %133 = load float, ptr %132, align 4, !tbaa !11
  %134 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %135 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %136 = fdiv float %134, %135
  %137 = fadd float %133, %136
  %138 = fdiv float %130, %137
  %139 = fpext float %138 to double
  %140 = fmul double %127, %139
  %141 = fptrunc double %140 to float
  %142 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %143 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %142, i32 0, i32 9
  %144 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %143, i64 0, i64 4
  store float %141, ptr %144, align 4, !tbaa !9
  %145 = load float, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %146 = fneg float %145
  %147 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %148 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %149 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %148, i32 0, i32 8
  %150 = load float, ptr %149, align 4, !tbaa !11
  %151 = load float, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %152 = load float, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %153 = fdiv float %151, %152
  %154 = fadd float %150, %153
  %155 = fdiv float %147, %154
  %156 = fmul float %146, %155
  %157 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %158 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %157, i32 0, i32 9
  %159 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %158, i64 0, i64 5
  store float %156, ptr %159, align 4, !tbaa !9
  %160 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %161 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %160, i32 0, i32 9
  %162 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %161, i64 0, i64 5
  %163 = load float, ptr %162, align 4, !tbaa !9
  %164 = fpext float %163 to double
  %165 = fmul double -2.000000e+00, %164
  %166 = fptrunc double %165 to float
  %167 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %168 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %167, i32 0, i32 9
  %169 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %168, i64 0, i64 6
  store float %166, ptr %169, align 4, !tbaa !9
  %170 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %171 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %170, i32 0, i32 9
  %172 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %171, i64 0, i64 5
  %173 = load float, ptr %172, align 4, !tbaa !9
  %174 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %175 = getelementptr inbounds %struct.PI_D, ptr %174, i32 0, i32 9
  %176 = getelementptr inbounds [8 x float], ptr %175, i64 0, i64 7
  store float %173, ptr %176, align 4, !tbaa !9
  ret void
}

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

!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 = !{!"float", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !10, i64 80}
!12 = !{!"", !7, i64 0, !7, i64 12, !7, i64 24, !13, i64 36, !14, i64 40, !13, i64 48, !10, i64 52, !15, i64 56, !10, i64 80, !7, i64 84}
!13 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!14 = !{!"", !10, i64 0, !10, i64 4}
!15 = !{!"", !10, i64 0, !10, i64 4, !10, i64 8, !7, i64 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: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare hidden float @square(float noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @pidDiscreet(ptr nocapture noundef %0, float noundef %1, float noundef %2, float noundef %3, float noundef %4) local_unnamed_addr #1 {
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 80
  %7 = load float, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = fpext float %7 to double
  %9 = fpext float %3 to double
  %10 = fmul double %9, 2.000000e+00
  %11 = fpext float %4 to double
  %12 = fdiv double %10, %11
  %13 = fadd double %12, %8
  %14 = fdiv float %3, %4
  %15 = fadd float %14, %7
  %16 = fpext float %15 to double
  %17 = fdiv double %13, %16
  %18 = fptrunc double %17 to float
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 84
  store float %18, ptr %19, align 4, !tbaa !13
  %20 = fneg float %14
  %21 = fdiv float %20, %15
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 88
  store float %21, ptr %22, align 4, !tbaa !13
  %23 = fpext float %1 to double
  %24 = fpext float %2 to double
  %25 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %24, double 2.000000e+00, double %8)
  %26 = fmul double %25, %23
  %27 = fmul double %24, 2.000000e+00
  %28 = fdiv double %26, %27
  %29 = fptrunc double %28 to float
  %30 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 92
  store float %29, ptr %30, align 4, !tbaa !13
  %31 = fneg float %1
  %32 = fpext float %31 to double
  %33 = tail call float @square(float noundef %7)
  %34 = fpext float %33 to double
  %35 = fneg double %34
  %36 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %27, double %8, double %35)
  %37 = fmul double %24, 4.000000e+00
  %38 = fmul double %37, %9
  %39 = fdiv double %38, %11
  %40 = fadd double %39, %36
  %41 = fmul double %40, %32
  %42 = load float, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %43 = fadd float %14, %42
  %44 = fpext float %43 to double
  %45 = fmul double %27, %44
  %46 = fdiv double %41, %45
  %47 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 96
  %48 = fpext float %42 to double
  %49 = fneg double %48
  %50 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %24, double 2.000000e+00, double %49)
  %51 = fdiv double %50, %27
  %52 = fmul double %51, %23
  %53 = fdiv float %14, %43
  %54 = fpext float %53 to double
  %55 = fmul double %52, %54
  %56 = insertelement <2 x double> poison, double %46, i64 0
  %57 = insertelement <2 x double> %56, double %55, i64 1
  %58 = fptrunc <2 x double> %57 to <2 x float>
  store <2 x float> %58, ptr %47, align 4, !tbaa !13
  %59 = fdiv float %3, %43
  %60 = fmul float %59, %31
  %61 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 104
  store float %60, ptr %61, align 4, !tbaa !13
  %62 = fmul float %60, -2.000000e+00
  %63 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 108
  store float %62, ptr %63, align 4, !tbaa !13
  %64 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 112
  store float %60, ptr %64, align 4, !tbaa !13
  ret void
}

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

!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, !11, i64 80}
!6 = !{!"", !7, i64 0, !7, i64 12, !7, i64 24, !9, i64 36, !10, i64 40, !9, i64 48, !11, i64 52, !12, i64 56, !11, i64 80, !7, i64 84}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!10 = !{!"", !11, i64 0, !11, i64 4}
!11 = !{!"float", !7, i64 0}
!12 = !{!"", !11, i64 0, !11, i64 4, !11, i64 8, !7, i64 12}
!13 = !{!11, !11, i64 0}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SLPVectorizerPass,SROAPass,TailCallElimPass