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

10:                                               ; preds = %43, %2
  %11 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp ult i32 %11, %12
  br i1 %13, label %15, label %14

14:                                               ; preds = %10
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  br label %46

15:                                               ; preds = %10
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  %16 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %6, i64 0, i64 0
  %17 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %16, i32 0, i32 0
  %18 = load i32, ptr %17, align 16
  %19 = icmp ule i32 %18, 40
  br i1 %19, label %20, label %25

20:                                               ; preds = %15
  %21 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %16, i32 0, i32 3
  %22 = load ptr, ptr %21, align 16
  %23 = getelementptr i8, ptr %22, i32 %18
  %24 = add i32 %18, 8
  store i32 %24, ptr %17, align 16
  br label %29

25:                                               ; preds = %15
  %26 = getelementptr inbounds %struct.__va_list_tag, ptr %16, i32 0, i32 2
  %27 = load ptr, ptr %26, align 8
  %28 = getelementptr i8, ptr %27, i32 8
  store ptr %28, ptr %26, align 8
  br label %29

29:                                               ; preds = %25, %20
  %30 = phi ptr [ %23, %20 ], [ %27, %25 ]
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  store i32 %31, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %33 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds %struct._Matrix, ptr %33, i32 0, i32 3
  %35 = load ptr, ptr %34, align 8, !tbaa !11
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = mul i32 %32, %39
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %42 = add i32 %41, %40
  store i32 %42, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %43

43:                                               ; preds = %29
  %44 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  store i32 %45, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %10, !llvm.loop !13

46:                                               ; preds = %14
  %47 = getelementptr inbounds [1 x %struct.__va_list_tag], ptr %6, i64 0, i64 0
  call void @llvm.va_end.p0(ptr %47)
  %48 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds %struct._Matrix, ptr %48, i32 0, i32 0
  %50 = load ptr, ptr %49, align 8, !tbaa !15
  %51 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %52 = zext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds ptr, ptr %50, i64 %52
  %54 = load ptr, ptr %53, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 24, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  ret ptr %54
}

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 ptr @matrix_get(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, ...) local_unnamed_addr #2 {
  %3 = alloca [1 x %struct.__va_list_tag], align 16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 24, ptr nonnull %3) #3
  call void @llvm.va_start.p0(ptr nonnull %3)
  %.not = icmp eq i32 %1, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %.promoted = load i32, ptr %3, align 16
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 8
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 16
  %6 = load ptr, ptr %5, align 16
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %8 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %.promoted12 = load ptr, ptr %4, align 8
  %wide.trip.count = zext i32 %1 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %9 = icmp eq i32 %1, 1
  br i1 %9, 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 [ %.promoted12, %.lr.ph ], [ %54, %53 ]
  %.011.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %61, %53 ]
  %.unr14 = 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
  %10 = icmp ult i32 %.unr14, 41
  br i1 %10, label %13, label %11

11:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %12 = getelementptr i8, ptr %.unr, i64 8
  store ptr %12, ptr %4, align 8
  br label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

13:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %14 = zext nneg i32 %.unr14 to i64
  %15 = getelementptr i8, ptr %6, i64 %14
  %16 = add nuw nsw i32 %.unr14, 8
  store i32 %16, ptr %3, align 16
  br label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa:                ; preds = %13, %11
  %17 = phi ptr [ %15, %13 ], [ %.unr, %11 ]
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !11
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %indvars.iv.unr
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !11
  %21 = mul i32 %20, %18
  %22 = add i32 %21, %.011.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 ], [ %22, %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa ]
  %23 = zext i32 %.lcssa to i64
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %2
  %.0.lcssa = phi i64 [ 0, %2 ], [ %23, %._crit_edge.loopexit ]
  call void @llvm.va_end.p0(ptr nonnull %3)
  %24 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !12
  %25 = getelementptr inbounds ptr, ptr %24, i64 %.0.lcssa
  %26 = load ptr, ptr %25, align 8, !tbaa !13
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 24, ptr nonnull %3) #3
  ret ptr %26

27:                                               ; preds = %53, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %53 ]
  %28 = phi ptr [ %.promoted12, %.lr.ph.new ], [ %54, %53 ]
  %.011 = 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 %6, i64 %32
  %34 = add nuw nsw i32 %29, 8
  store i32 %34, ptr %3, align 16
  br label %37

35:                                               ; preds = %27
  %36 = getelementptr i8, ptr %28, i64 8
  store ptr %36, ptr %4, 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 %8, i64 %indvars.iv
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !11
  %44 = mul i32 %43, %41
  %45 = add i32 %44, %.011
  %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 %4, align 8
  br label %53

49:                                               ; preds = %37
  %50 = zext nneg i32 %39 to i64
  %51 = getelementptr i8, ptr %6, i64 %50
  %52 = add nuw nsw i32 %39, 8
  store i32 %52, ptr %3, 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 %8, 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