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

7:                                                ; preds = %74, %2
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %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 = icmp slt i32 %8, %11
  br i1 %12, label %13, label %77

13:                                               ; preds = %7
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %14

14:                                               ; preds = %70, %13
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %16 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %16, i32 0, i32 1
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !13
  %19 = icmp slt i32 %15, %18
  br i1 %19, label %20, label %73

20:                                               ; preds = %14
  %21 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %21, i32 0, i32 2
  %23 = load i32, ptr %22, align 8, !tbaa !14
  switch i32 %23, label %69 [
    i32 0, label %24
    i32 1, label %39
    i32 2, label %54
  ]

24:                                               ; preds = %20
  %25 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %25, align 8, !tbaa !15
  %27 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %28 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %27, i32 0, i32 3
  %29 = load ptr, ptr %28, align 8, !tbaa !15
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %31 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %31, i32 0, i32 1
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !13
  %34 = mul nsw i32 %30, %33
  %35 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %36 = add nsw i32 %34, %35
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %29, i64 %37
  store i32 %26, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  br label %69

39:                                               ; preds = %20
  %40 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %41 = load float, ptr %40, align 8, !tbaa !15
  %42 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %42, i32 0, i32 3
  %44 = load ptr, ptr %43, align 8, !tbaa !15
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %46 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %46, i32 0, i32 1
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !13
  %49 = mul nsw i32 %45, %48
  %50 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %51 = add nsw i32 %49, %50
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds float, ptr %44, i64 %52
  store float %41, ptr %53, align 4, !tbaa !16
  br label %69

54:                                               ; preds = %20
  %55 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %56 = load double, ptr %55, align 8, !tbaa !15
  %57 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %58 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %57, i32 0, i32 3
  %59 = load ptr, ptr %58, align 8, !tbaa !15
  %60 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %61 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %62 = getelementptr inbounds %struct.matrix, ptr %61, i32 0, i32 1
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !13
  %64 = mul nsw i32 %60, %63
  %65 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %66 = add nsw i32 %64, %65
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds double, ptr %59, i64 %67
  store double %56, ptr %68, align 8, !tbaa !18
  br label %69

69:                                               ; preds = %54, %39, %24, %20
  br label %70

70:                                               ; preds = %69
  %71 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %72 = add nsw i32 %71, 1
  store i32 %72, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %14, !llvm.loop !20

73:                                               ; preds = %14
  br label %74

74:                                               ; preds = %73
  %75 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %7, !llvm.loop !22

77:                                               ; preds = %7
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #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: nofree norecurse nosync nounwind memory(write, argmem: readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @set_matrix(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %4 = icmp sgt i32 %3, 0
  br i1 %4, label %.preheader.lr.ph, label %._crit_edge25

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %2
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !10
  %9 = icmp sgt i32 %8, 0
  br i1 %9, label %.preheader, label %._crit_edge25

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.lr.ph, %._crit_edge
  %10 = phi i32 [ %42, %._crit_edge ], [ %3, %.preheader.lr.ph ]
  %11 = phi i32 [ %43, %._crit_edge ], [ %8, %.preheader.lr.ph ]
  %12 = phi i32 [ %44, %._crit_edge ], [ %8, %.preheader.lr.ph ]
  %.02124 = phi i32 [ %45, %._crit_edge ], [ 0, %.preheader.lr.ph ]
  %13 = icmp sgt i32 %12, 0
  br i1 %13, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %38
  %14 = phi i32 [ %39, %38 ], [ %11, %.preheader ]
  %15 = phi i32 [ %39, %38 ], [ %12, %.preheader ]
  %.023 = phi i32 [ %40, %38 ], [ 0, %.preheader ]
  %16 = load i32, ptr %6, align 8, !tbaa !11
  switch i32 %16, label %38 [
    i32 0, label %17
    i32 1, label %24
    i32 2, label %31
  ]

17:                                               ; preds = %.lr.ph
  %18 = load i32, ptr %1, align 8, !tbaa !12
  %19 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  %20 = mul nsw i32 %15, %.02124
  %21 = add nsw i32 %20, %.023
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %22
  store i32 %18, ptr %23, align 4, !tbaa !13
  %.pre = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !10
  br label %38

24:                                               ; preds = %.lr.ph
  %25 = load float, ptr %1, align 8, !tbaa !12
  %26 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  %27 = mul nsw i32 %15, %.02124
  %28 = add nsw i32 %27, %.023
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds float, ptr %26, i64 %29
  store float %25, ptr %30, align 4, !tbaa !14
  br label %38

31:                                               ; preds = %.lr.ph
  %32 = load double, ptr %1, align 8, !tbaa !12
  %33 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  %34 = mul nsw i32 %15, %.02124
  %35 = add nsw i32 %34, %.023
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds double, ptr %33, i64 %36
  store double %32, ptr %37, align 8, !tbaa !16
  br label %38

38:                                               ; preds = %.lr.ph, %17, %24, %31
  %39 = phi i32 [ %14, %.lr.ph ], [ %.pre, %17 ], [ %14, %24 ], [ %14, %31 ]
  %40 = add nuw nsw i32 %.023, 1
  %41 = icmp slt i32 %40, %39
  br i1 %41, label %.lr.ph, label %._crit_edge.loopexit, !llvm.loop !18

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %38
  %.pre27 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.preheader
  %42 = phi i32 [ %.pre27, %._crit_edge.loopexit ], [ %10, %.preheader ]
  %43 = phi i32 [ %39, %._crit_edge.loopexit ], [ %11, %.preheader ]
  %44 = phi i32 [ %39, %._crit_edge.loopexit ], [ %12, %.preheader ]
  %45 = add nuw nsw i32 %.02124, 1
  %46 = icmp slt i32 %45, %42
  br i1 %46, label %.preheader, label %._crit_edge25, !llvm.loop !20

._crit_edge25:                                    ; preds = %._crit_edge, %.preheader.lr.ph, %2
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(write, 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 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