; LLVM IR from sbu-fsl/kernel-ml :: src/math (matrix)

; 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.matrix = type { i32, i32, i32, %union.anon }
%union.anon = type { ptr }

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @matrix_map(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3) #1 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %11

11:                                               ; preds = %119, %4
  %12 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %13 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %13, i32 0, i32 0
  %15 = load i32, ptr %14, align 8, !tbaa !11
  %16 = icmp slt i32 %12, %15
  br i1 %16, label %17, label %122

17:                                               ; preds = %11
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %18

18:                                               ; preds = %115, %17
  %19 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %20 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %20, i32 0, i32 1
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !13
  %23 = icmp slt i32 %19, %22
  br i1 %23, label %24, label %118

24:                                               ; preds = %18
  %25 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %26 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %25, i32 0, i32 2
  %27 = load i32, ptr %26, align 8, !tbaa !14
  switch i32 %27, label %114 [
    i32 0, label %28
    i32 1, label %58
    i32 2, label %86
  ]

28:                                               ; preds = %24
  %29 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %30 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %30, i32 0, i32 3
  %32 = load ptr, ptr %31, align 8, !tbaa !15
  %33 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %34 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %34, i32 0, i32 1
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !13
  %37 = mul nsw i32 %33, %36
  %38 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %39 = add nsw i32 %37, %38
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = sitofp i32 %42 to float
  %44 = call float %29(float noundef %43)
  %45 = fptosi float %44 to i32
  %46 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %46, i32 0, i32 3
  %48 = load ptr, ptr %47, align 8, !tbaa !15
  %49 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %50 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %51 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %50, i32 0, i32 1
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !13
  %53 = mul nsw i32 %49, %52
  %54 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %55 = add nsw i32 %53, %54
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %56
  store i32 %45, ptr %57, align 4, !tbaa !9
  br label %114

58:                                               ; preds = %24
  %59 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %60 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %61 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %60, i32 0, i32 3
  %62 = load ptr, ptr %61, align 8, !tbaa !15
  %63 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %64 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %65 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %64, i32 0, i32 1
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !13
  %67 = mul nsw i32 %63, %66
  %68 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 %67, %68
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds float, ptr %62, i64 %70
  %72 = load float, ptr %71, align 4, !tbaa !16
  %73 = call float %59(float noundef %72)
  %74 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %75 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %74, i32 0, i32 3
  %76 = load ptr, ptr %75, align 8, !tbaa !15
  %77 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %78 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %79 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %78, i32 0, i32 1
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !13
  %81 = mul nsw i32 %77, %80
  %82 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %83 = add nsw i32 %81, %82
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds float, ptr %76, i64 %84
  store float %73, ptr %85, align 4, !tbaa !16
  br label %114

86:                                               ; preds = %24
  %87 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %88 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %89 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %88, i32 0, i32 3
  %90 = load ptr, ptr %89, align 8, !tbaa !15
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %92 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %93 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %92, i32 0, i32 1
  %94 = load i32, ptr %93, align 4, !tbaa !13
  %95 = mul nsw i32 %91, %94
  %96 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %97 = add nsw i32 %95, %96
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds double, ptr %90, i64 %98
  %100 = load double, ptr %99, align 8, !tbaa !18
  %101 = call double %87(double noundef %100)
  %102 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %103 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %102, i32 0, i32 3
  %104 = load ptr, ptr %103, align 8, !tbaa !15
  %105 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %106 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %107 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %106, i32 0, i32 1
  %108 = load i32, ptr %107, align 4, !tbaa !13
  %109 = mul nsw i32 %105, %108
  %110 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %111 = add nsw i32 %109, %110
  %112 = sext i32 %111 to i64
  %113 = getelementptr inbounds double, ptr %104, i64 %112
  store double %101, ptr %113, align 8, !tbaa !18
  br label %114

114:                                              ; preds = %86, %58, %28, %24
  br label %115

115:                                              ; preds = %114
  %116 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %117 = add nsw i32 %116, 1
  store i32 %117, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %18, !llvm.loop !20

118:                                              ; preds = %18
  br label %119

119:                                              ; preds = %118
  %120 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %121 = add nsw i32 %120, 1
  store i32 %121, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %11, !llvm.loop !22

122:                                              ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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" }
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/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !10, i64 0}
!12 = !{!"matrix", !10, i64 0, !10, i64 4, !10, i64 8, !7, i64 16}
!13 = !{!12, !10, i64 4}
!14 = !{!12, !10, i64 8}
!15 = !{!7, !7, i64 0}
!16 = !{!17, !17, i64 0}
!17 = !{!"float", !7, i64 0}
!18 = !{!19, !19, i64 0}
!19 = !{!"double", !7, i64 0}
!20 = distinct !{!20, !21}
!21 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!22 = distinct !{!22, !21}


; 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 @matrix_map(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef readonly %2, ptr nocapture noundef readonly %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %6 = icmp sgt i32 %5, 0
  br i1 %6, label %.preheader.lr.ph, label %._crit_edge37

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %4
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 16
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 4
  %12 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  %13 = icmp sgt i32 %12, 0
  br i1 %13, label %.preheader, label %._crit_edge37

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.lr.ph, %._crit_edge
  %14 = phi i32 [ %67, %._crit_edge ], [ %5, %.preheader.lr.ph ]
  %15 = phi i32 [ %68, %._crit_edge ], [ %12, %.preheader.lr.ph ]
  %.03336 = phi i32 [ %69, %._crit_edge ], [ 0, %.preheader.lr.ph ]
  %16 = icmp sgt i32 %15, 0
  br i1 %16, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %63
  %17 = phi i32 [ %65, %63 ], [ %15, %.preheader ]
  %.035 = phi i32 [ %64, %63 ], [ 0, %.preheader ]
  %18 = load i32, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  switch i32 %18, label %63 [
    i32 0, label %19
    i32 1, label %35
    i32 2, label %49
  ]

19:                                               ; preds = %.lr.ph
  %20 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !12
  %21 = mul nsw i32 %17, %.03336
  %22 = add nsw i32 %21, %.035
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !13
  %26 = sitofp i32 %25 to float
  %27 = tail call float %1(float noundef %26) #1
  %28 = fptosi float %27 to i32
  %29 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !12
  %30 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !10
  %31 = mul nsw i32 %30, %.03336
  %32 = add nsw i32 %31, %.035
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %29, i64 %33
  store i32 %28, ptr %34, align 4, !tbaa !13
  br label %63

35:                                               ; preds = %.lr.ph
  %36 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !12
  %37 = mul nsw i32 %17, %.03336
  %38 = add nsw i32 %37, %.035
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds float, ptr %36, i64 %39
  %41 = load float, ptr %40, align 4, !tbaa !14
  %42 = tail call float %1(float noundef %41) #1
  %43 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !12
  %44 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !10
  %45 = mul nsw i32 %44, %.03336
  %46 = add nsw i32 %45, %.035
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds float, ptr %43, i64 %47
  store float %42, ptr %48, align 4, !tbaa !14
  br label %63

49:                                               ; preds = %.lr.ph
  %50 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !12
  %51 = mul nsw i32 %17, %.03336
  %52 = add nsw i32 %51, %.035
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds double, ptr %50, i64 %53
  %55 = load double, ptr %54, align 8, !tbaa !16
  %56 = tail call double %2(double noundef %55) #1
  %57 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !12
  %58 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !10
  %59 = mul nsw i32 %58, %.03336
  %60 = add nsw i32 %59, %.035
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds double, ptr %57, i64 %61
  store double %56, ptr %62, align 8, !tbaa !16
  br label %63

63:                                               ; preds = %.lr.ph, %19, %35, %49
  %64 = add nuw nsw i32 %.035, 1
  %65 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !10
  %66 = icmp slt i32 %64, %65
  br i1 %66, label %.lr.ph, label %._crit_edge.loopexit, !llvm.loop !18

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %63
  %.pre = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.preheader
  %67 = phi i32 [ %.pre, %._crit_edge.loopexit ], [ %14, %.preheader ]
  %68 = phi i32 [ %65, %._crit_edge.loopexit ], [ %15, %.preheader ]
  %69 = add nuw nsw i32 %.03336, 1
  %70 = icmp slt i32 %69, %67
  br i1 %70, label %.preheader, label %._crit_edge37, !llvm.loop !20

._crit_edge37:                                    ; preds = %._crit_edge, %.preheader.lr.ph, %4
  ret void
}

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 }

!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, !7, i64 0}
!6 = !{!"matrix", !7, i64 0, !7, i64 4, !7, i64 8, !8, i64 16}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!6, !7, i64 4}
!11 = !{!6, !7, i64 8}
!12 = !{!8, !8, i64 0}
!13 = !{!7, !7, i64 0}
!14 = !{!15, !15, i64 0}
!15 = !{!"float", !8, i64 0}
!16 = !{!17, !17, i64 0}
!17 = !{!"double", !8, i64 0}
!18 = distinct !{!18, !19}
!19 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!20 = distinct !{!20, !19, !21}
!21 = !{!"llvm.loop.unswitch.partial.disable"}


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