; LLVM IR from introlab/odas :: src/utils (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_obj = type { ptr, i32, 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 memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @matrix_transpose(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 = %50, %2
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %9 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %10 = getelementptr inbounds %struct.matrix_obj, ptr %9, i32 0, i32 1
  %11 = load i32, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %12 = icmp ult i32 %8, %11
  br i1 %12, label %13, label %53

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

14:                                               ; preds = %46, %13
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %16 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds %struct.matrix_obj, ptr %16, i32 0, i32 2
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !13
  %19 = icmp ult i32 %15, %18
  br i1 %19, label %20, label %49

20:                                               ; preds = %14
  %21 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds %struct.matrix_obj, ptr %21, i32 0, i32 0
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !14
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %25 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = getelementptr inbounds %struct.matrix_obj, ptr %25, i32 0, i32 2
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !13
  %28 = mul i32 %24, %27
  %29 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %30 = add i32 %28, %29
  %31 = zext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds float, ptr %23, i64 %31
  %33 = load float, ptr %32, align 4, !tbaa !15
  %34 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds %struct.matrix_obj, ptr %34, i32 0, i32 0
  %36 = load ptr, ptr %35, align 8, !tbaa !14
  %37 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %38 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %39 = getelementptr inbounds %struct.matrix_obj, ptr %38, i32 0, i32 2
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !13
  %41 = mul i32 %37, %40
  %42 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %43 = add i32 %41, %42
  %44 = zext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds float, ptr %36, i64 %44
  store float %33, ptr %45, align 4, !tbaa !15
  br label %46

46:                                               ; preds = %20
  %47 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %48 = add i32 %47, 1
  store i32 %48, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %14, !llvm.loop !17

49:                                               ; preds = %14
  br label %50

50:                                               ; preds = %49
  %51 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %52 = add i32 %51, 1
  store i32 %52, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %7, !llvm.loop !19

53:                                               ; 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 8}
!12 = !{!"matrix_obj", !6, i64 0, !10, i64 8, !10, i64 12}
!13 = !{!12, !10, i64 12}
!14 = !{!12, !6, i64 0}
!15 = !{!16, !16, i64 0}
!16 = !{!"float", !7, i64 0}
!17 = distinct !{!17, !18}
!18 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!19 = distinct !{!19, !18}


; 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(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @matrix_transpose(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %4 = load i32, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %4, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge17, label %.preheader.lr.ph

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %2
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !11
  %.not18 = icmp eq i32 %6, 0
  br i1 %.not18, label %._crit_edge17, label %.preheader.lr.ph.split.us

.preheader.lr.ph.split.us:                        ; preds = %.preheader.lr.ph
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 12
  %8 = load ptr, ptr %1, align 8, !tbaa !12
  %9 = ptrtoint ptr %8 to i64
  %10 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !11
  %11 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !12
  %12 = ptrtoint ptr %11 to i64
  %wide.trip.count = zext i32 %6 to i64
  %13 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  %min.iters.check = icmp ult i32 %6, 20
  %ident.check = icmp ne i32 %10, 1
  %14 = trunc i64 %13 to i32
  %15 = icmp ugt i64 %13, 4294967295
  %16 = trunc i64 %13 to i32
  %n.vec = and i64 %wide.trip.count, 4294967288
  %cmp.n = icmp eq i64 %n.vec, %wide.trip.count
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  %17 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %.preheader.lr.ph.split.us
  %indvar = phi i64 [ %indvar.next, %._crit_edge.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph.split.us ]
  %.01316.us = phi i32 [ %74, %._crit_edge.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph.split.us ]
  %18 = mul i32 %6, %.01316.us
  br i1 %min.iters.check, label %scalar.ph.preheader, label %vector.scevcheck

vector.scevcheck:                                 ; preds = %.preheader.us
  %19 = shl i64 %indvar, 2
  %20 = add i64 %19, %9
  %21 = sub i64 %12, %20
  %22 = trunc i64 %indvar to i32
  %23 = mul i32 %6, %22
  %24 = zext i32 %23 to i64
  %25 = shl nuw nsw i64 %24, 2
  %26 = add i64 %21, %25
  %27 = mul i32 %6, %.01316.us
  %28 = xor i32 %27, -1
  %29 = icmp ult i32 %28, %14
  %30 = or i1 %29, %15
  %31 = xor i32 %.01316.us, -1
  %32 = icmp ult i32 %31, %16
  %33 = or i1 %ident.check, %30
  %34 = or i1 %32, %33
  %diff.check = icmp ult i64 %26, 32
  %or.cond = select i1 %34, i1 true, i1 %diff.check
  br i1 %or.cond, label %scalar.ph.preheader, label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.scevcheck, %vector.body
  %index = phi i64 [ %index.next, %vector.body ], [ 0, %vector.scevcheck ]
  %35 = trunc i64 %index to i32
  %36 = add i32 %.01316.us, %35
  %37 = zext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds float, ptr %8, i64 %37
  %39 = getelementptr inbounds i8, ptr %38, i64 16
  %wide.load = load <4 x float>, ptr %38, align 4, !tbaa !13
  %wide.load22 = load <4 x float>, ptr %39, align 4, !tbaa !13
  %40 = add i32 %18, %35
  %41 = zext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds float, ptr %11, i64 %41
  %43 = getelementptr inbounds i8, ptr %42, i64 16
  store <4 x float> %wide.load, ptr %42, align 4, !tbaa !13
  store <4 x float> %wide.load22, ptr %43, align 4, !tbaa !13
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %44 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %44, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !15

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge.us, label %scalar.ph.preheader

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %middle.block, %vector.scevcheck, %.preheader.us
  %indvars.iv.ph = phi i64 [ 0, %vector.scevcheck ], [ 0, %.preheader.us ], [ %n.vec, %middle.block ]
  br i1 %lcmp.mod.not, label %scalar.ph.prol.loopexit, label %scalar.ph.prol

scalar.ph.prol:                                   ; preds = %scalar.ph.preheader
  %45 = trunc nuw i64 %indvars.iv.ph to i32
  %46 = mul i32 %10, %45
  %47 = add i32 %46, %.01316.us
  %48 = zext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds float, ptr %8, i64 %48
  %50 = load float, ptr %49, align 4, !tbaa !13
  %51 = add i32 %18, %45
  %52 = zext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds float, ptr %11, i64 %52
  store float %50, ptr %53, align 4, !tbaa !13
  %indvars.iv.next.prol = or disjoint i64 %indvars.iv.ph, 1
  br label %scalar.ph.prol.loopexit

scalar.ph.prol.loopexit:                          ; preds = %scalar.ph.prol, %scalar.ph.preheader
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %indvars.iv.ph, %scalar.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.prol, %scalar.ph.prol ]
  %54 = icmp eq i64 %indvars.iv.ph, %17
  br i1 %54, label %._crit_edge.us, label %scalar.ph

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.prol.loopexit, %scalar.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %scalar.ph ], [ %indvars.iv.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ]
  %55 = trunc nuw i64 %indvars.iv to i32
  %56 = mul i32 %10, %55
  %57 = add i32 %56, %.01316.us
  %58 = zext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds float, ptr %8, i64 %58
  %60 = load float, ptr %59, align 4, !tbaa !13
  %61 = add i32 %18, %55
  %62 = zext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds float, ptr %11, i64 %62
  store float %60, ptr %63, align 4, !tbaa !13
  %64 = trunc i64 %indvars.iv to i32
  %65 = add i32 %64, 1
  %66 = mul i32 %10, %65
  %67 = add i32 %66, %.01316.us
  %68 = zext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds float, ptr %8, i64 %68
  %70 = load float, ptr %69, align 4, !tbaa !13
  %71 = add i32 %18, %65
  %72 = zext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds float, ptr %11, i64 %72
  store float %70, ptr %73, align 4, !tbaa !13
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %exitcond.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next.1, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not.1, label %._crit_edge.us, label %scalar.ph, !llvm.loop !19

._crit_edge.us:                                   ; preds = %scalar.ph.prol.loopexit, %scalar.ph, %middle.block
  %74 = add nuw i32 %.01316.us, 1
  %exitcond21.not = icmp eq i32 %74, %4
  %indvar.next = add i64 %indvar, 1
  br i1 %exitcond21.not, label %._crit_edge17, label %.preheader.us, !llvm.loop !20

._crit_edge17:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %.preheader.lr.ph, %2
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(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, !10, i64 8}
!6 = !{!"matrix_obj", !7, i64 0, !10, i64 8, !10, i64 12}
!7 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"int", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !10, i64 12}
!12 = !{!6, !7, i64 0}
!13 = !{!14, !14, i64 0}
!14 = !{!"float", !8, i64 0}
!15 = distinct !{!15, !16, !17, !18}
!16 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!17 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!18 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!19 = distinct !{!19, !16, !17}
!20 = distinct !{!20, !16}


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