; 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_index = type { i32, i32 }
%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_find_val(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i8, align 1
  %10 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %9) #2
  store i8 0, ptr %9, align 1, !tbaa !9
  %11 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds %struct.matrix_index, ptr %11, i32 0, i32 1
  store i32 -1, ptr %12, align 4, !tbaa !11
  %13 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds %struct.matrix_index, ptr %13, i32 0, i32 0
  store i32 -1, ptr %14, align 4, !tbaa !14
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  br label %15

15:                                               ; preds = %101, %3
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  %17 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %18 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %17, i32 0, i32 0
  %19 = load i32, ptr %18, align 8, !tbaa !16
  %20 = icmp slt i32 %16, %19
  br i1 %20, label %21, label %104

21:                                               ; preds = %15
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !15
  br label %22

22:                                               ; preds = %97, %21
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !15
  %24 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %25 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %24, i32 0, i32 1
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !18
  %27 = icmp slt i32 %23, %26
  br i1 %27, label %28, label %100

28:                                               ; preds = %22
  %29 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %29, i32 0, i32 2
  %31 = load i32, ptr %30, align 8, !tbaa !19
  switch i32 %31, label %86 [
    i32 0, label %32
    i32 1, label %50
    i32 2, label %68
  ]

32:                                               ; preds = %28
  %33 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %33, align 8, !tbaa !20
  %35 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %35, i32 0, i32 3
  %37 = load ptr, ptr %36, align 8, !tbaa !20
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  %39 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %39, i32 0, i32 1
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !18
  %42 = mul nsw i32 %38, %41
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !15
  %44 = add nsw i32 %42, %43
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !15
  %48 = icmp eq i32 %34, %47
  %49 = zext i1 %48 to i8
  store i8 %49, ptr %9, align 1, !tbaa !9
  br label %86

50:                                               ; preds = %28
  %51 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %52 = load float, ptr %51, align 8, !tbaa !20
  %53 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %54 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %53, i32 0, i32 3
  %55 = load ptr, ptr %54, align 8, !tbaa !20
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  %57 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %58 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %57, i32 0, i32 1
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !18
  %60 = mul nsw i32 %56, %59
  %61 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !15
  %62 = add nsw i32 %60, %61
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds float, ptr %55, i64 %63
  %65 = load float, ptr %64, align 4, !tbaa !21
  %66 = fcmp oeq float %52, %65
  %67 = zext i1 %66 to i8
  store i8 %67, ptr %9, align 1, !tbaa !9
  br label %86

68:                                               ; preds = %28
  %69 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %70 = load double, ptr %69, align 8, !tbaa !20
  %71 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %72 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %71, i32 0, i32 3
  %73 = load ptr, ptr %72, align 8, !tbaa !20
  %74 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  %75 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %76 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %75, i32 0, i32 1
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !18
  %78 = mul nsw i32 %74, %77
  %79 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !15
  %80 = add nsw i32 %78, %79
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds double, ptr %73, i64 %81
  %83 = load double, ptr %82, align 8, !tbaa !23
  %84 = fcmp oeq double %70, %83
  %85 = zext i1 %84 to i8
  store i8 %85, ptr %9, align 1, !tbaa !9
  br label %86

86:                                               ; preds = %68, %50, %32, %28
  %87 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !9, !range !25, !noundef !26
  %88 = trunc i8 %87 to i1
  br i1 %88, label %89, label %96

89:                                               ; preds = %86
  %90 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  %91 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %92 = getelementptr inbounds %struct.matrix_index, ptr %91, i32 0, i32 0
  store i32 %90, ptr %92, align 4, !tbaa !14
  %93 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !15
  %94 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %95 = getelementptr inbounds %struct.matrix_index, ptr %94, i32 0, i32 1
  store i32 %93, ptr %95, align 4, !tbaa !11
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %105

96:                                               ; preds = %86
  br label %97

97:                                               ; preds = %96
  %98 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !15
  %99 = add nsw i32 %98, 1
  store i32 %99, ptr %8, align 4, !tbaa !15
  br label %22, !llvm.loop !27

100:                                              ; preds = %22
  br label %101

101:                                              ; preds = %100
  %102 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  %103 = add nsw i32 %102, 1
  store i32 %103, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  br label %15, !llvm.loop !29

104:                                              ; preds = %15
  store i32 0, ptr %10, align 4
  br label %105

105:                                              ; preds = %104, %89
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %106 = load i32, ptr %10, align 4
  switch i32 %106, label %108 [
    i32 0, label %107
    i32 1, label %107
  ]

107:                                              ; preds = %105, %105
  ret void

108:                                              ; preds = %105
  unreachable
}

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 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !13, i64 4}
!12 = !{!"matrix_index", !13, i64 0, !13, i64 4}
!13 = !{!"int", !7, i64 0}
!14 = !{!12, !13, i64 0}
!15 = !{!13, !13, i64 0}
!16 = !{!17, !13, i64 0}
!17 = !{!"matrix", !13, i64 0, !13, i64 4, !13, i64 8, !7, i64 16}
!18 = !{!17, !13, i64 4}
!19 = !{!17, !13, i64 8}
!20 = !{!7, !7, i64 0}
!21 = !{!22, !22, i64 0}
!22 = !{!"float", !7, i64 0}
!23 = !{!24, !24, i64 0}
!24 = !{!"double", !7, i64 0}
!25 = !{i8 0, i8 2}
!26 = !{}
!27 = distinct !{!27, !28}
!28 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!29 = distinct !{!29, !28}


; 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: nofree norecurse nosync nounwind memory(read, argmem: readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @matrix_find_val(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef writeonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 4
  store i32 -1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 -1, ptr %2, align 4, !tbaa !10
  %5 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !11
  %6 = icmp sgt i32 %5, 0
  br i1 %6, label %.preheader.lr.ph, label %.loopexit

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

.preheader.lr.ph.split.us:                        ; preds = %.preheader.lr.ph
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %12 = load i32, ptr %11, align 8, !tbaa !14
  switch i32 %12, label %.loopexit [
    i32 0, label %.preheader.lr.ph.split.us.split.us
    i32 1, label %.preheader.lr.ph.split.us.split.us87
    i32 2, label %.preheader.lr.ph.split.us.split.us99
  ]

.preheader.lr.ph.split.us.split.us:               ; preds = %.preheader.lr.ph.split.us
  %13 = load i32, ptr %1, align 8, !tbaa !15
  %14 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !15
  %15 = zext nneg i32 %8 to i64
  %wide.trip.count147 = zext nneg i32 %5 to i64
  br label %.preheader.us.us

.preheader.us.us:                                 ; preds = %._crit_edge.split.us.us.us, %.preheader.lr.ph.split.us.split.us
  %indvars.iv144 = phi i64 [ %indvars.iv.next145, %._crit_edge.split.us.us.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph.split.us.split.us ]
  %16 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv144, %15
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %16
  br label %18

18:                                               ; preds = %22, %.preheader.us.us
  %indvars.iv139 = phi i64 [ %indvars.iv.next140, %22 ], [ 0, %.preheader.us.us ]
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %17, i64 %indvars.iv139
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !16
  %21 = icmp eq i32 %13, %20
  br i1 %21, label %.split.us, label %22

22:                                               ; preds = %18
  %indvars.iv.next140 = add nuw nsw i64 %indvars.iv139, 1
  %exitcond143.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next140, %15
  br i1 %exitcond143.not, label %._crit_edge.split.us.us.us, label %18, !llvm.loop !17

._crit_edge.split.us.us.us:                       ; preds = %22
  %indvars.iv.next145 = add nuw nsw i64 %indvars.iv144, 1
  %exitcond148.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next145, %wide.trip.count147
  br i1 %exitcond148.not, label %.loopexit, label %.preheader.us.us, !llvm.loop !19

.preheader.lr.ph.split.us.split.us87:             ; preds = %.preheader.lr.ph.split.us
  %23 = load float, ptr %1, align 8, !tbaa !15
  %24 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !15
  %25 = zext nneg i32 %8 to i64
  %wide.trip.count137 = zext nneg i32 %5 to i64
  br label %.preheader.us.us88

.preheader.us.us88:                               ; preds = %._crit_edge.split.split.us.us.us, %.preheader.lr.ph.split.us.split.us87
  %indvars.iv134 = phi i64 [ %indvars.iv.next135, %._crit_edge.split.split.us.us.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph.split.us.split.us87 ]
  %26 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv134, %25
  %27 = getelementptr inbounds float, ptr %24, i64 %26
  br label %28

28:                                               ; preds = %32, %.preheader.us.us88
  %indvars.iv129 = phi i64 [ %indvars.iv.next130, %32 ], [ 0, %.preheader.us.us88 ]
  %29 = getelementptr inbounds float, ptr %27, i64 %indvars.iv129
  %30 = load float, ptr %29, align 4, !tbaa !20
  %31 = fcmp oeq float %23, %30
  br i1 %31, label %.split.us, label %32

32:                                               ; preds = %28
  %indvars.iv.next130 = add nuw nsw i64 %indvars.iv129, 1
  %exitcond133.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next130, %25
  br i1 %exitcond133.not, label %._crit_edge.split.split.us.us.us, label %28, !llvm.loop !17

._crit_edge.split.split.us.us.us:                 ; preds = %32
  %indvars.iv.next135 = add nuw nsw i64 %indvars.iv134, 1
  %exitcond138.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next135, %wide.trip.count137
  br i1 %exitcond138.not, label %.loopexit, label %.preheader.us.us88, !llvm.loop !19

.preheader.lr.ph.split.us.split.us99:             ; preds = %.preheader.lr.ph.split.us
  %33 = load double, ptr %1, align 8, !tbaa !15
  %34 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !15
  %35 = zext nneg i32 %8 to i64
  %wide.trip.count127 = zext nneg i32 %5 to i64
  br label %.preheader.us.us100

.preheader.us.us100:                              ; preds = %._crit_edge.split.split.split.us.us.us, %.preheader.lr.ph.split.us.split.us99
  %indvars.iv124 = phi i64 [ %indvars.iv.next125, %._crit_edge.split.split.split.us.us.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph.split.us.split.us99 ]
  %36 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv124, %35
  %37 = getelementptr inbounds double, ptr %34, i64 %36
  br label %38

38:                                               ; preds = %42, %.preheader.us.us100
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %42 ], [ 0, %.preheader.us.us100 ]
  %39 = getelementptr inbounds double, ptr %37, i64 %indvars.iv
  %40 = load double, ptr %39, align 8, !tbaa !22
  %41 = fcmp oeq double %33, %40
  br i1 %41, label %.split.us, label %42

42:                                               ; preds = %38
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %35
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge.split.split.split.us.us.us, label %38, !llvm.loop !17

._crit_edge.split.split.split.us.us.us:           ; preds = %42
  %indvars.iv.next125 = add nuw nsw i64 %indvars.iv124, 1
  %exitcond128.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next125, %wide.trip.count127
  br i1 %exitcond128.not, label %.loopexit, label %.preheader.us.us100, !llvm.loop !19

.split.us:                                        ; preds = %38, %28, %18
  %.us-phi.in = phi i64 [ %indvars.iv144, %18 ], [ %indvars.iv134, %28 ], [ %indvars.iv124, %38 ]
  %.us-phi36.in = phi i64 [ %indvars.iv139, %18 ], [ %indvars.iv129, %28 ], [ %indvars.iv, %38 ]
  %.us-phi36 = trunc i64 %.us-phi36.in to i32
  %.us-phi = trunc i64 %.us-phi.in to i32
  store i32 %.us-phi, ptr %2, align 4, !tbaa !10
  store i32 %.us-phi36, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %._crit_edge.split.split.split.us.us.us, %._crit_edge.split.split.us.us.us, %._crit_edge.split.us.us.us, %.preheader.lr.ph.split.us, %.preheader.lr.ph, %3, %.split.us
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(read, argmem: readwrite, inaccessiblemem: none) 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_index", !7, i64 0, !7, i64 4}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!6, !7, i64 0}
!11 = !{!12, !7, i64 0}
!12 = !{!"matrix", !7, i64 0, !7, i64 4, !7, i64 8, !8, i64 16}
!13 = !{!12, !7, i64 4}
!14 = !{!12, !7, i64 8}
!15 = !{!8, !8, i64 0}
!16 = !{!7, !7, i64 0}
!17 = distinct !{!17, !18}
!18 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!19 = distinct !{!19, !18}
!20 = !{!21, !21, i64 0}
!21 = !{!"float", !8, i64 0}
!22 = !{!23, !23, i64 0}
!23 = !{!"double", !8, i64 0}


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