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

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @matrix_random_fill(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca float, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca float, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #4
  %9 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %10 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %9, i32 0, i32 0
  %11 = load i32, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %12 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %13 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %12, i32 0, i32 1
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !13
  %15 = mul nsw i32 %11, %14
  %16 = sub nsw i32 %15, 1
  %17 = sitofp i32 %16 to double
  %18 = fdiv double 1.000000e+00, %17
  %19 = fptrunc double %18 to float
  %20 = call float @fast_sqrt_f(float noundef %19)
  store float %20, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %21

21:                                               ; preds = %115, %2
  %22 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %23 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %23, i32 0, i32 0
  %25 = load i32, ptr %24, align 8, !tbaa !11
  %26 = icmp slt i32 %22, %25
  br i1 %26, label %27, label %118

27:                                               ; preds = %21
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %28

28:                                               ; preds = %111, %27
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %30, i32 0, i32 1
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !13
  %33 = icmp slt i32 %29, %32
  br i1 %33, label %34, label %114

34:                                               ; preds = %28
  %35 = call i32 @kml_random()
  %36 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %37 = srem i32 %35, %36
  %38 = sitofp i32 %37 to float
  store float %38, ptr %8, align 4, !tbaa !14
  %39 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %39, i32 0, i32 2
  %41 = load i32, ptr %40, align 8, !tbaa !16
  switch i32 %41, label %110 [
    i32 0, label %42
    i32 1, label %65
    i32 2, label %87
  ]

42:                                               ; preds = %34
  %43 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !14
  %44 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %45 = sitofp i32 %44 to float
  %46 = fdiv float %43, %45
  %47 = fmul float %46, 2.000000e+00
  %48 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  %49 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  %50 = fneg float %49
  %51 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %47, float %48, float %50)
  %52 = fptosi float %51 to i32
  %53 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %54 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %53, i32 0, i32 3
  %55 = load ptr, ptr %54, align 8, !tbaa !17
  %56 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %57 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %58 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %57, i32 0, i32 1
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !13
  %60 = mul nsw i32 %56, %59
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %60, %61
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %63
  store i32 %52, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  br label %110

65:                                               ; preds = %34
  %66 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !14
  %67 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %68 = sitofp i32 %67 to float
  %69 = fdiv float %66, %68
  %70 = fmul float %69, 2.000000e+00
  %71 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  %72 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  %73 = fneg float %72
  %74 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %70, float %71, float %73)
  %75 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %76 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %75, i32 0, i32 3
  %77 = load ptr, ptr %76, align 8, !tbaa !17
  %78 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %79 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %80 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %79, i32 0, i32 1
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !13
  %82 = mul nsw i32 %78, %81
  %83 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %84 = add nsw i32 %82, %83
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds float, ptr %77, i64 %85
  store float %74, ptr %86, align 4, !tbaa !14
  br label %110

87:                                               ; preds = %34
  %88 = load float, ptr %8, align 4, !tbaa !14
  %89 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %90 = sitofp i32 %89 to float
  %91 = fdiv float %88, %90
  %92 = fmul float %91, 2.000000e+00
  %93 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  %94 = load float, ptr %5, align 4, !tbaa !14
  %95 = fneg float %94
  %96 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %92, float %93, float %95)
  %97 = fpext float %96 to double
  %98 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %99 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %98, i32 0, i32 3
  %100 = load ptr, ptr %99, align 8, !tbaa !17
  %101 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %102 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %103 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %102, i32 0, i32 1
  %104 = load i32, ptr %103, align 4, !tbaa !13
  %105 = mul nsw i32 %101, %104
  %106 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %107 = add nsw i32 %105, %106
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds double, ptr %100, i64 %108
  store double %97, ptr %109, align 8, !tbaa !18
  br label %110

110:                                              ; preds = %87, %65, %42, %34
  br label %111

111:                                              ; preds = %110
  %112 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %113 = add nsw i32 %112, 1
  store i32 %113, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %28, !llvm.loop !20

114:                                              ; preds = %28
  br label %115

115:                                              ; preds = %114
  %116 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %117 = add nsw i32 %116, 1
  store i32 %117, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %21, !llvm.loop !22

118:                                              ; preds = %21
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #4
  ret void
}

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

declare float @fast_sqrt_f(float noundef) #2

declare i32 @kml_random() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare float @llvm.fmuladd.f32(float, float, float) #3

; 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 = { "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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #4 = { 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 = !{!15, !15, i64 0}
!15 = !{!"float", !7, i64 0}
!16 = !{!12, !10, i64 8}
!17 = !{!7, !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_random_fill(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !10
  %6 = mul nsw i32 %5, %3
  %7 = add nsw i32 %6, -1
  %8 = sitofp i32 %7 to double
  %9 = fdiv double 1.000000e+00, %8
  %10 = fptrunc double %9 to float
  %11 = tail call float @fast_sqrt_f(float noundef %10) #3
  %12 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %13 = icmp sgt i32 %12, 0
  br i1 %13, label %.preheader.lr.ph, label %._crit_edge36

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %2
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %15 = sitofp i32 %1 to float
  %16 = fneg float %11
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %18 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !10
  %19 = icmp sgt i32 %18, 0
  br i1 %19, label %.preheader, label %._crit_edge36

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.lr.ph, %._crit_edge
  %20 = phi i32 [ %63, %._crit_edge ], [ %12, %.preheader.lr.ph ]
  %21 = phi i32 [ %64, %._crit_edge ], [ %18, %.preheader.lr.ph ]
  %.035 = phi i32 [ %65, %._crit_edge ], [ 0, %.preheader.lr.ph ]
  %22 = icmp sgt i32 %21, 0
  br i1 %22, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %59
  %.03334 = phi i32 [ %60, %59 ], [ 0, %.preheader ]
  %23 = tail call i32 @kml_random() #3
  %24 = srem i32 %23, %1
  %25 = sitofp i32 %24 to float
  %26 = load i32, ptr %14, align 8, !tbaa !11
  switch i32 %26, label %59 [
    i32 0, label %27
    i32 1, label %38
    i32 2, label %48
  ]

27:                                               ; preds = %.lr.ph
  %28 = fdiv float %25, %15
  %29 = fmul float %28, 2.000000e+00
  %30 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %29, float %11, float %16)
  %31 = fptosi float %30 to i32
  %32 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !12
  %33 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !10
  %34 = mul nsw i32 %33, %.035
  %35 = add nsw i32 %34, %.03334
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %36
  store i32 %31, ptr %37, align 4, !tbaa !13
  br label %59

38:                                               ; preds = %.lr.ph
  %39 = fdiv float %25, %15
  %40 = fmul float %39, 2.000000e+00
  %41 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %40, float %11, float %16)
  %42 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !12
  %43 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !10
  %44 = mul nsw i32 %43, %.035
  %45 = add nsw i32 %44, %.03334
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds float, ptr %42, i64 %46
  store float %41, ptr %47, align 4, !tbaa !14
  br label %59

48:                                               ; preds = %.lr.ph
  %49 = fdiv float %25, %15
  %50 = fmul float %49, 2.000000e+00
  %51 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %50, float %11, float %16)
  %52 = fpext float %51 to double
  %53 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !12
  %54 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !10
  %55 = mul nsw i32 %54, %.035
  %56 = add nsw i32 %55, %.03334
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds double, ptr %53, i64 %57
  store double %52, ptr %58, align 8, !tbaa !16
  br label %59

59:                                               ; preds = %.lr.ph, %27, %38, %48
  %60 = add nuw nsw i32 %.03334, 1
  %61 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !10
  %62 = icmp slt i32 %60, %61
  br i1 %62, label %.lr.ph, label %._crit_edge.loopexit, !llvm.loop !18

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %59
  %.pre = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.preheader
  %63 = phi i32 [ %.pre, %._crit_edge.loopexit ], [ %20, %.preheader ]
  %64 = phi i32 [ %61, %._crit_edge.loopexit ], [ %21, %.preheader ]
  %65 = add nuw nsw i32 %.035, 1
  %66 = icmp slt i32 %65, %63
  br i1 %66, label %.preheader, label %._crit_edge36, !llvm.loop !20

._crit_edge36:                                    ; preds = %._crit_edge, %.preheader.lr.ph, %2
  ret void
}

declare float @fast_sqrt_f(float noundef) local_unnamed_addr #1

declare i32 @kml_random() local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare float @llvm.fmuladd.f32(float, float, float) #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 = { "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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
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, !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