; LLVM IR from SanketSarmalkar/Numerical_Methods :: Divided_Differences/DirectDifference.ll (Z16dividedDiffTablePdPA10_di)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z16dividedDiffTablePdPA10_di(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %10

10:                                               ; preds = %69, %3
  %11 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp slt i32 %11, %12
  br i1 %13, label %15, label %14

14:                                               ; preds = %10
  store i32 2, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %72

15:                                               ; preds = %10
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %16

16:                                               ; preds = %65, %15
  %17 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = sub nsw i32 %18, %19
  %21 = icmp slt i32 %17, %20
  br i1 %21, label %23, label %22

22:                                               ; preds = %16
  store i32 5, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %68

23:                                               ; preds = %16
  %24 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %24, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %29 = sub nsw i32 %28, 1
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %27, i64 0, i64 %30
  %32 = load double, ptr %31, align 8, !tbaa !11
  %33 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %35 = add nsw i32 %34, 1
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %33, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %39 = sub nsw i32 %38, 1
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %37, i64 0, i64 %40
  %42 = load double, ptr %41, align 8, !tbaa !11
  %43 = fsub double %32, %42
  %44 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds double, ptr %44, i64 %46
  %48 = load double, ptr %47, align 8, !tbaa !11
  %49 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %50, %51
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds double, ptr %49, i64 %53
  %55 = load double, ptr %54, align 8, !tbaa !11
  %56 = fsub double %48, %55
  %57 = fdiv double %43, %56
  %58 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %58, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %61, i64 0, i64 %63
  store double %57, ptr %64, align 8, !tbaa !11
  br label %65

65:                                               ; preds = %23
  %66 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  store i32 %67, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %16, !llvm.loop !13

68:                                               ; preds = %22
  br label %69

69:                                               ; preds = %68
  %70 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %10, !llvm.loop !15

72:                                               ; preds = %14
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"double", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z16dividedDiffTablePdPA10_di(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp sgt i32 %2, 1
  br i1 %4, label %.preheader.preheader, label %._crit_edge24

.preheader.preheader:                             ; preds = %3
  %5 = zext nneg i32 %2 to i64
  %wide.trip.count31 = zext nneg i32 %2 to i64
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.preheader, %._crit_edge
  %indvar = phi i32 [ 0, %.preheader.preheader ], [ %indvar.next, %._crit_edge ]
  %indvars.iv28 = phi i64 [ 1, %.preheader.preheader ], [ %indvars.iv.next29, %._crit_edge ]
  %6 = xor i32 %indvar, -1
  %7 = add i32 %6, %2
  %8 = zext i32 %7 to i64
  %9 = icmp ult i64 %indvars.iv28, %5
  br i1 %9, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader
  %10 = add nsw i64 %indvars.iv28, -1
  %.phi.trans.insert = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %1, i64 0, i64 %10
  %.pre = load double, ptr %.phi.trans.insert, align 8, !tbaa !5
  %invariant.gep = getelementptr inbounds double, ptr %0, i64 %indvars.iv28
  %xtraiter = and i64 %8, 1
  %11 = icmp eq i32 %7, 1
  br i1 %11, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %8, 4294967294
  br label %21

._crit_edge24:                                    ; preds = %._crit_edge, %3
  ret void

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %21, %.lr.ph
  %.unr = phi double [ %.pre, %.lr.ph ], [ %33, %21 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %21 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa:                ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %indvars.iv.next.epil = add nuw nsw i64 %indvars.iv.unr, 1
  %12 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %1, i64 %indvars.iv.next.epil, i64 %10
  %13 = load double, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %14 = fsub double %.unr, %13
  %15 = getelementptr inbounds double, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %16 = load double, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %gep.epil = getelementptr inbounds double, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.unr
  %17 = load double, ptr %gep.epil, align 8, !tbaa !5
  %18 = fsub double %16, %17
  %19 = fdiv double %14, %18
  %20 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %1, i64 %indvars.iv.unr, i64 %indvars.iv28
  store double %19, ptr %20, align 8, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.preheader
  %indvars.iv.next29 = add nuw nsw i64 %indvars.iv28, 1
  %exitcond32.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next29, %wide.trip.count31
  %indvar.next = add i32 %indvar, 1
  br i1 %exitcond32.not, label %._crit_edge24, label %.preheader, !llvm.loop !9

21:                                               ; preds = %21, %.lr.ph.new
  %22 = phi double [ %.pre, %.lr.ph.new ], [ %33, %21 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %21 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %21 ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %23 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %1, i64 %indvars.iv.next, i64 %10
  %24 = load double, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  %25 = fsub double %22, %24
  %26 = getelementptr inbounds double, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %27 = load double, ptr %26, align 8, !tbaa !5
  %gep = getelementptr inbounds double, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv
  %28 = load double, ptr %gep, align 8, !tbaa !5
  %29 = fsub double %27, %28
  %30 = fdiv double %25, %29
  %31 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %1, i64 %indvars.iv, i64 %indvars.iv28
  store double %30, ptr %31, align 8, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %32 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %1, i64 %indvars.iv.next.1, i64 %10
  %33 = load double, ptr %32, align 8, !tbaa !5
  %34 = fsub double %24, %33
  %35 = getelementptr inbounds double, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %36 = load double, ptr %35, align 8, !tbaa !5
  %gep.1 = getelementptr inbounds double, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.next
  %37 = load double, ptr %gep.1, align 8, !tbaa !5
  %38 = fsub double %36, %37
  %39 = fdiv double %34, %38
  %40 = getelementptr inbounds [10 x double], ptr %1, i64 %indvars.iv.next, i64 %indvars.iv28
  store double %39, ptr %40, align 8, !tbaa !5
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %21, !llvm.loop !11
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: 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" }

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


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