; 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: nounwind uwtable
declare dso_local ptr @allocate_matrix(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #0

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

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local ptr @get_row(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  %9 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %10 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %9, i32 0, i32 1
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %12 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %13 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %12, i32 0, i32 2
  %14 = load i32, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %15 = call ptr @allocate_matrix(i32 noundef 1, i32 noundef %11, i32 noundef %14)
  store ptr %15, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %16 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %17 = icmp eq ptr %16, null
  br i1 %17, label %18, label %19

18:                                               ; preds = %2
  store ptr null, ptr %3, align 8
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %111

19:                                               ; preds = %2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %20

20:                                               ; preds = %106, %19
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %22 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %22, i32 0, i32 1
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !11
  %25 = icmp slt i32 %21, %24
  br i1 %25, label %26, label %109

26:                                               ; preds = %20
  %27 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %28 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %27, i32 0, i32 2
  %29 = load i32, ptr %28, align 8, !tbaa !13
  switch i32 %29, label %105 [
    i32 0, label %30
    i32 1, label %55
    i32 2, label %80
  ]

30:                                               ; preds = %26
  %31 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %31, i32 0, i32 3
  %33 = load ptr, ptr %32, align 8, !tbaa !14
  %34 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %35 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %35, i32 0, i32 1
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !11
  %38 = mul nsw i32 %34, %37
  %39 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %40 = add nsw i32 %38, %39
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  %44 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %45 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %44, i32 0, i32 3
  %46 = load ptr, ptr %45, align 8, !tbaa !14
  %47 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %48 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %47, i32 0, i32 1
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !11
  %50 = mul nsw i32 0, %49
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %50, %51
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %53
  store i32 %43, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  br label %105

55:                                               ; preds = %26
  %56 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %57 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %56, i32 0, i32 3
  %58 = load ptr, ptr %57, align 8, !tbaa !14
  %59 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %60 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %61 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %60, i32 0, i32 1
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !11
  %63 = mul nsw i32 %59, %62
  %64 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %63, %64
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds float, ptr %58, i64 %66
  %68 = load float, ptr %67, align 4, !tbaa !15
  %69 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %70 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %69, i32 0, i32 3
  %71 = load ptr, ptr %70, align 8, !tbaa !14
  %72 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %73 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %72, i32 0, i32 1
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !11
  %75 = mul nsw i32 0, %74
  %76 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %77 = add nsw i32 %75, %76
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds float, ptr %71, i64 %78
  store float %68, ptr %79, align 4, !tbaa !15
  br label %105

80:                                               ; preds = %26
  %81 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %82 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %81, i32 0, i32 3
  %83 = load ptr, ptr %82, align 8, !tbaa !14
  %84 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %85 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %86 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %85, i32 0, i32 1
  %87 = load i32, ptr %86, align 4, !tbaa !11
  %88 = mul nsw i32 %84, %87
  %89 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %90 = add nsw i32 %88, %89
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds double, ptr %83, i64 %91
  %93 = load double, ptr %92, align 8, !tbaa !17
  %94 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %95 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %94, i32 0, i32 3
  %96 = load ptr, ptr %95, align 8, !tbaa !14
  %97 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %98 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %97, i32 0, i32 1
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !11
  %100 = mul nsw i32 0, %99
  %101 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %102 = add nsw i32 %100, %101
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds double, ptr %96, i64 %103
  store double %93, ptr %104, align 8, !tbaa !17
  br label %105

105:                                              ; preds = %80, %55, %30, %26
  br label %106

106:                                              ; preds = %105
  %107 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %108 = add nsw i32 %107, 1
  store i32 %108, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %20, !llvm.loop !19

109:                                              ; preds = %20
  %110 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %110, ptr %3, align 8
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %111

111:                                              ; preds = %109, %18
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %112 = load ptr, ptr %3, align 8
  ret ptr %112
}

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 }

!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 4}
!12 = !{!"matrix", !10, i64 0, !10, i64 4, !10, i64 8, !7, i64 16}
!13 = !{!12, !10, i64 8}
!14 = !{!7, !7, i64 0}
!15 = !{!16, !16, i64 0}
!16 = !{!"float", !7, i64 0}
!17 = !{!18, !18, i64 0}
!18 = !{!"double", !7, i64 0}
!19 = distinct !{!19, !20}
!20 = !{!"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"

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local ptr @allocate_matrix(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local ptr @get_row(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %4 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %6 = load i32, ptr %5, align 8, !tbaa !10
  %7 = tail call ptr @allocate_matrix(i32 noundef 1, i32 noundef %4, i32 noundef %6)
  %8 = icmp eq ptr %7, null
  br i1 %8, label %.loopexit, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %2
  %9 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp sgt i32 %9, 0
  br i1 %10, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %7, i64 16
  br label %13

13:                                               ; preds = %.lr.ph, %46
  %14 = phi i32 [ %9, %.lr.ph ], [ %47, %46 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %46 ]
  %15 = load i32, ptr %5, align 8, !tbaa !10
  switch i32 %15, label %46 [
    i32 0, label %16
    i32 1, label %26
    i32 2, label %36
  ]

16:                                               ; preds = %13
  %17 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !11
  %18 = mul nsw i32 %14, %1
  %19 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %20 = add nsw i32 %18, %19
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %17, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !12
  %24 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %indvars.iv
  store i32 %23, ptr %25, align 4, !tbaa !12
  %.pre = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %46

26:                                               ; preds = %13
  %27 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !11
  %28 = mul nsw i32 %14, %1
  %29 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %30 = add nsw i32 %28, %29
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds float, ptr %27, i64 %31
  %33 = load float, ptr %32, align 4, !tbaa !13
  %34 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %35 = getelementptr inbounds float, ptr %34, i64 %indvars.iv
  store float %33, ptr %35, align 4, !tbaa !13
  br label %46

36:                                               ; preds = %13
  %37 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !11
  %38 = mul nsw i32 %14, %1
  %39 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %40 = add nsw i32 %38, %39
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds double, ptr %37, i64 %41
  %43 = load double, ptr %42, align 8, !tbaa !15
  %44 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %45 = getelementptr inbounds double, ptr %44, i64 %indvars.iv
  store double %43, ptr %45, align 8, !tbaa !15
  br label %46

46:                                               ; preds = %13, %16, %26, %36
  %47 = phi i32 [ %14, %13 ], [ %.pre, %16 ], [ %14, %26 ], [ %14, %36 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %48
  br i1 %49, label %13, label %.loopexit, !llvm.loop !17

.loopexit:                                        ; preds = %46, %.preheader, %2
  ret ptr %7
}

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" }

!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 4}
!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 8}
!11 = !{!8, !8, i64 0}
!12 = !{!7, !7, i64 0}
!13 = !{!14, !14, i64 0}
!14 = !{!"float", !8, i64 0}
!15 = !{!16, !16, i64 0}
!16 = !{!"double", !8, i64 0}
!17 = distinct !{!17, !18}
!18 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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