; LLVM IR from hutusi/rethink-c :: src (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.__va_list_tag = type { i32, i32, ptr, ptr }
%struct._Matrix = type { ptr, i32, ptr, ptr, i32 }

; 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
declare void @llvm.va_start.p0(ptr) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.va_end.p0(ptr) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @matrix_set(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, ...) #2 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca [1 x %struct.__va_list_tag], align 16
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 24, ptr %8) #3
  %11 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %8, i64 0, i64 0
  call void @llvm.va_start.p0(ptr %11)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %12

12:                                               ; preds = %45, %3
  %13 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp ult i32 %13, %14
  br i1 %15, label %17, label %16

16:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %48

17:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %18 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %8, i64 0, i64 0
  %19 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %18, i32 0, i32 0
  %20 = load i32, ptr %19, align 16
  %21 = icmp ule i32 %20, 40
  br i1 %21, label %22, label %27

22:                                               ; preds = %17
  %23 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %18, i32 0, i32 3
  %24 = load ptr, ptr %23, align 16
  %25 = getelementptr i8, ptr %24, i32 %20
  %26 = add i32 %20, 8
  store i32 %26, ptr %19, align 16
  br label %31

27:                                               ; preds = %17
  %28 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %18, i32 0, i32 2
  %29 = load ptr, ptr %28, align 8
  %30 = getelementptr i8, ptr %29, i32 8
  store ptr %30, ptr %28, align 8
  br label %31

31:                                               ; preds = %27, %22
  %32 = phi ptr [ %25, %22 ], [ %29, %27 ]
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  store i32 %33, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %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 !11
  %38 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !9
  %42 = mul i32 %34, %41
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %44 = add i32 %43, %42
  store i32 %44, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %45

45:                                               ; preds = %31
  %46 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %47 = add nsw i32 %46, 1
  store i32 %47, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %12, !llvm.loop !13

48:                                               ; preds = %16
  %49 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %8, i64 0, i64 0
  call void @llvm.va_end.p0(ptr %49)
  %50 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %51 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds %struct._Matrix, ptr %51, i32 0, i32 0
  %53 = load ptr, ptr %52, align 8, !tbaa !15
  %54 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %55 = zext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds ptr, ptr %53, i64 %55
  store ptr %50, ptr %56, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 24, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #2 = { 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 #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, !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, !6, i64 24}
!12 = !{!"_Matrix", !6, i64 0, !10, i64 8, !6, i64 16, !6, i64 24, !10, i64 32}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = !{!12, !6, i64 0}


; 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"

%struct.__va_list_tag = type { i32, i32, ptr, ptr }

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.va_start.p0(ptr) #1

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.va_end.p0(ptr) #1

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind uwtable
define dso_local void @matrix_set(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, ...) local_unnamed_addr #2 {
  %4 = alloca [1 x %struct.__va_list_tag], align 16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 24, ptr nonnull %4) #3
  call void @llvm.va_start.p0(ptr nonnull %4)
  %.not = icmp eq i32 %2, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %.promoted = load i32, ptr %4, align 16
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %4, i64 8
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %4, i64 16
  %7 = load ptr, ptr %6, align 16
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %9 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %.promoted13 = load ptr, ptr %5, align 8
  %wide.trip.count = zext i32 %2 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %10 = icmp eq i32 %2, 1
  br i1 %10, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 4294967294
  br label %27

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %53, %.lr.ph
  %.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph ], [ %61, %53 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %53 ]
  %.unr = phi ptr [ %.promoted13, %.lr.ph ], [ %54, %53 ]
  %.012.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %61, %53 ]
  %.unr15 = phi i32 [ %.promoted, %.lr.ph ], [ %55, %53 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge.loopexit, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %11 = icmp ult i32 %.unr15, 41
  br i1 %11, label %14, label %12

12:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %13 = getelementptr i8, ptr %.unr, i64 8
  store ptr %13, ptr %5, align 8
  br label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

14:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %15 = zext nneg i32 %.unr15 to i64
  %16 = getelementptr i8, ptr %7, i64 %15
  %17 = add nuw nsw i32 %.unr15, 8
  store i32 %17, ptr %4, align 16
  br label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa:                ; preds = %14, %12
  %18 = phi ptr [ %16, %14 ], [ %.unr, %12 ]
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !11
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %indvars.iv.unr
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !11
  %22 = mul i32 %21, %19
  %23 = add i32 %22, %.012.unr
  br label %._crit_edge.loopexit

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa
  %.lcssa = phi i32 [ %.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %23, %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa ]
  %24 = zext i32 %.lcssa to i64
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %3
  %.0.lcssa = phi i64 [ 0, %3 ], [ %24, %._crit_edge.loopexit ]
  call void @llvm.va_end.p0(ptr nonnull %4)
  %25 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !12
  %26 = getelementptr inbounds ptr, ptr %25, i64 %.0.lcssa
  store ptr %1, ptr %26, align 8, !tbaa !13
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 24, ptr nonnull %4) #3
  ret void

27:                                               ; preds = %53, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %53 ]
  %28 = phi ptr [ %.promoted13, %.lr.ph.new ], [ %54, %53 ]
  %.012 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %61, %53 ]
  %29 = phi i32 [ %.promoted, %.lr.ph.new ], [ %55, %53 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %53 ]
  %30 = icmp ult i32 %29, 41
  br i1 %30, label %31, label %35

31:                                               ; preds = %27
  %32 = zext nneg i32 %29 to i64
  %33 = getelementptr i8, ptr %7, i64 %32
  %34 = add nuw nsw i32 %29, 8
  store i32 %34, ptr %4, align 16
  br label %37

35:                                               ; preds = %27
  %36 = getelementptr i8, ptr %28, i64 8
  store ptr %36, ptr %5, align 8
  br label %37

37:                                               ; preds = %35, %31
  %38 = phi ptr [ %28, %31 ], [ %36, %35 ]
  %39 = phi i32 [ %34, %31 ], [ %29, %35 ]
  %40 = phi ptr [ %33, %31 ], [ %28, %35 ]
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !11
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %indvars.iv
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !11
  %44 = mul i32 %43, %41
  %45 = add i32 %44, %.012
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %46 = icmp ult i32 %39, 41
  br i1 %46, label %49, label %47

47:                                               ; preds = %37
  %48 = getelementptr i8, ptr %38, i64 8
  store ptr %48, ptr %5, align 8
  br label %53

49:                                               ; preds = %37
  %50 = zext nneg i32 %39 to i64
  %51 = getelementptr i8, ptr %7, i64 %50
  %52 = add nuw nsw i32 %39, 8
  store i32 %52, ptr %4, align 16
  br label %53

53:                                               ; preds = %49, %47
  %54 = phi ptr [ %38, %49 ], [ %48, %47 ]
  %55 = phi i32 [ %52, %49 ], [ %39, %47 ]
  %56 = phi ptr [ %51, %49 ], [ %38, %47 ]
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !11
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %indvars.iv.next
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !11
  %60 = mul i32 %59, %57
  %61 = add i32 %60, %45
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %27, !llvm.loop !14
}

attributes #0 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #2 = { nofree norecurse nosync 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 #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 24}
!6 = !{!"_Matrix", !7, i64 0, !10, i64 8, !7, i64 16, !7, i64 24, !10, i64 32}
!7 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"int", !8, i64 0}
!11 = !{!10, !10, i64 0}
!12 = !{!6, !7, i64 0}
!13 = !{!7, !7, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass