; LLVM IR from Chasmiccoder/Algos-for-Amigos :: Mathematics/Series/p02_N_Bonacci_Numbers.ll (Z29N_bonacci_iterative_optimizedii)

; 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"

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #1

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

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z29N_bonacci_iterative_optimizedii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #2 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = sub nsw i32 %11, 1
  %13 = icmp slt i32 %10, %12
  br i1 %13, label %14, label %15

14:                                               ; preds = %2
  store i32 0, ptr %3, align 4
  br label %81

15:                                               ; preds = %2
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %18 = sub nsw i32 %17, 1
  %19 = icmp eq i32 %16, %18
  br i1 %19, label %20, label %21

20:                                               ; preds = %15
  store i32 1, ptr %3, align 4
  br label %81

21:                                               ; preds = %15
  br label %22

22:                                               ; preds = %21
  %23 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %24 = add nsw i32 %23, 1
  %25 = zext i32 %24 to i64
  %26 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %26, ptr %6, align 8
  %27 = alloca i32, i64 %25, align 16
  store i64 %25, ptr %7, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %28

28:                                               ; preds = %38, %22
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %31 = sub nsw i32 %30, 1
  %32 = icmp slt i32 %29, %31
  br i1 %32, label %34, label %33

33:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %41

34:                                               ; preds = %28
  %35 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %36
  store i32 0, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  br label %38

38:                                               ; preds = %34
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %40 = add nsw i32 %39, 1
  store i32 %40, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %28, !llvm.loop !9

41:                                               ; preds = %33
  %42 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %43 = sub nsw i32 %42, 1
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %44
  store i32 1, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %47
  store i32 1, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %49 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %49, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %50

50:                                               ; preds = %72, %41
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %53 = icmp slt i32 %51, %52
  br i1 %53, label %55, label %54

54:                                               ; preds = %50
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %75

55:                                               ; preds = %50
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = mul nsw i32 2, %59
  %61 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %63 = sub nsw i32 %61, %62
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  %67 = sub nsw i32 %60, %66
  %68 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %70
  store i32 %67, ptr %71, align 4, !tbaa !5
  br label %72

72:                                               ; preds = %55
  %73 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  store i32 %74, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %50, !llvm.loop !11

75:                                               ; preds = %54
  %76 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %77
  %79 = load i32, ptr %78, align 4, !tbaa !5
  store i32 %79, ptr %3, align 4
  %80 = load ptr, ptr %6, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %80)
  br label %81

81:                                               ; preds = %75, %20, %14
  %82 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %82
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #2 = { mustprogress 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; 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: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #0

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #0

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z29N_bonacci_iterative_optimizedii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #1 {
  %3 = add nsw i32 %0, -1
  %4 = icmp sgt i32 %3, %1
  br i1 %4, label %45, label %5

5:                                                ; preds = %2
  %6 = icmp eq i32 %3, %1
  br i1 %6, label %45, label %7

7:                                                ; preds = %5
  %8 = add nsw i32 %1, 1
  %9 = zext i32 %8 to i64
  %10 = tail call ptr @llvm.stacksave.p0()
  %11 = alloca i32, i64 %9, align 16
  %12 = icmp sgt i32 %0, 1
  br i1 %12, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %7
  %13 = zext nneg i32 %3 to i64
  %14 = shl nuw nsw i64 %13, 2
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 16 %11, i8 0, i64 %14, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph.preheader, %7
  %15 = sext i32 %3 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %15
  store i32 1, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %0 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %17
  store i32 1, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp slt i32 %0, %1
  %wide.trip.count = sext i32 %1 to i64
  br i1 %19, label %.lr.ph28.preheader, label %._crit_edge29

.lr.ph28.preheader:                               ; preds = %._crit_edge
  %20 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %17
  %xtraiter = and i64 %20, 1
  %21 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  %22 = icmp eq i64 %21, %17
  br i1 %22, label %._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph28.preheader.new

.lr.ph28.preheader.new:                           ; preds = %.lr.ph28.preheader
  %unroll_iter = and i64 %20, -2
  br label %.lr.ph28

._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa.loopexit:        ; preds = %.lr.ph28
  %23 = shl nsw i32 %43, 1
  br label %._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa

._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa:                 ; preds = %._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa.loopexit, %.lr.ph28.preheader
  %.unr = phi i32 [ 2, %.lr.ph28.preheader ], [ %23, %._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa.loopexit ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %17, %.lr.ph28.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa.loopexit ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge29, label %.lr.ph28.epil

.lr.ph28.epil:                                    ; preds = %._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa
  %24 = sub nsw i64 %indvars.iv.unr, %17
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = sub nsw i32 %.unr, %26
  %28 = getelementptr i32, ptr %11, i64 %indvars.iv.unr
  %29 = getelementptr i8, ptr %28, i64 4
  store i32 %27, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge29

._crit_edge29:                                    ; preds = %.lr.ph28.epil, %._crit_edge29.loopexit.unr-lcssa, %._crit_edge
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %wide.trip.count
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  tail call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %10)
  br label %45

.lr.ph28:                                         ; preds = %.lr.ph28, %.lr.ph28.preheader.new
  %32 = phi i32 [ 1, %.lr.ph28.preheader.new ], [ %43, %.lr.ph28 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %17, %.lr.ph28.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph28 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph28.preheader.new ], [ %niter.next.1, %.lr.ph28 ]
  %33 = shl nsw i32 %32, 1
  %34 = sub nsw i64 %indvars.iv, %17
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = sub nsw i32 %33, %36
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %indvars.iv.next
  store i32 %37, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %39 = shl nsw i32 %37, 1
  %40 = sub nsw i64 %indvars.iv.next, %17
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = sub nsw i32 %39, %42
  %indvars.iv.next.1 = add nsw i64 %indvars.iv, 2
  %44 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %indvars.iv.next.1
  store i32 %43, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %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_edge29.loopexit.unr-lcssa.loopexit, label %.lr.ph28, !llvm.loop !9

45:                                               ; preds = %5, %2, %._crit_edge29
  %.022 = phi i32 [ %31, %._crit_edge29 ], [ 0, %2 ], [ 1, %5 ]
  ret i32 %.022
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #2

attributes #0 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #1 = { mustprogress 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 #2 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }

!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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass