; LLVM IR from smv1999/CompetitiveProgrammingQuestionBank :: Dynamic Programming/binomial_coefficient.ll (Z8binomialii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z8binomialii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %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 i64, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp sgt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %16

15:                                               ; preds = %2
  store i32 0, ptr %3, align 4
  br label %107

16:                                               ; preds = %2
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp eq i32 %17, 0
  br i1 %18, label %23, label %19

19:                                               ; preds = %16
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp eq i32 %20, %21
  br i1 %22, label %23, label %24

23:                                               ; preds = %19, %16
  store i32 1, ptr %3, align 4
  br label %107

24:                                               ; preds = %19
  %25 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, 1
  %27 = zext i32 %26 to i64
  %28 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %29 = add nsw i32 %28, 1
  %30 = zext i32 %29 to i64
  %31 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %31, ptr %6, align 8
  %32 = mul nuw i64 %27, %30
  %33 = alloca i32, i64 %32, align 16
  store i64 %27, ptr %7, align 8
  store i64 %30, ptr %8, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %34

34:                                               ; preds = %94, %24
  %35 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp sle i32 %35, %36
  br i1 %37, label %39, label %38

38:                                               ; preds = %34
  store i32 2, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %97

39:                                               ; preds = %34
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %40

40:                                               ; preds = %90, %39
  %41 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %43 = icmp sle i32 %41, %42
  br i1 %43, label %45, label %44

44:                                               ; preds = %40
  store i32 5, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  br label %93

45:                                               ; preds = %40
  %46 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp eq i32 %46, %47
  br i1 %48, label %52, label %49

49:                                               ; preds = %45
  %50 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %51 = icmp eq i32 %50, 0
  br i1 %51, label %52, label %60

52:                                               ; preds = %49, %45
  %53 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = mul nsw i64 %54, %30
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  store i32 1, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  br label %89

60:                                               ; preds = %49
  %61 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %62 = sub nsw i32 %61, 1
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = mul nsw i64 %63, %30
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %67 = sub nsw i32 %66, 1
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %65, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %72 = sub nsw i32 %71, 1
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = mul nsw i64 %73, %30
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %74
  %76 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i32, ptr %75, i64 %77
  %79 = load i32, ptr %78, align 4, !tbaa !5
  %80 = add nsw i32 %70, %79
  %81 = srem i32 %80, 10000007
  %82 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = mul nsw i64 %83, %30
  %85 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %84
  %86 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds i32, ptr %85, i64 %87
  store i32 %81, ptr %88, align 4, !tbaa !5
  br label %89

89:                                               ; preds = %60, %52
  br label %90

90:                                               ; preds = %89
  %91 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  store i32 %92, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %40, !llvm.loop !9

93:                                               ; preds = %44
  br label %94

94:                                               ; preds = %93
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %96 = add nsw i32 %95, 1
  store i32 %96, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %34, !llvm.loop !11

97:                                               ; preds = %38
  %98 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = mul nsw i64 %99, %30
  %101 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %100
  %102 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i32, ptr %101, i64 %103
  %105 = load i32, ptr %104, align 4, !tbaa !5
  store i32 %105, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %10, align 4
  %106 = load ptr, ptr %6, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %106)
  br label %107

107:                                              ; preds = %97, %23, %15
  %108 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %108
}

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

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

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

attributes #0 = { 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 #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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 nofree norecurse nosync nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z8binomialii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %1, %0
  br i1 %3, label %39, label %4

4:                                                ; preds = %2
  %5 = icmp eq i32 %1, 0
  %6 = icmp eq i32 %1, %0
  %or.cond = or i1 %5, %6
  br i1 %or.cond, label %39, label %7

7:                                                ; preds = %4
  %8 = add i32 %0, 1
  %9 = zext i32 %8 to i64
  %10 = add i32 %1, 1
  %11 = zext i32 %10 to i64
  %12 = tail call ptr @llvm.stacksave.p0()
  %13 = mul nuw i64 %11, %9
  %14 = alloca i32, i64 %13, align 16
  %.not35 = icmp slt i32 %0, 1
  %.not3233 = icmp slt i32 %1, 1
  %or.cond45 = or i1 %.not35, %.not3233
  br i1 %or.cond45, label %._crit_edge37, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %7, %._crit_edge
  %indvars.iv40 = phi i64 [ %indvars.iv.next41, %._crit_edge ], [ 1, %7 ]
  %15 = add nsw i64 %indvars.iv40, -1
  %16 = mul nuw nsw i64 %15, %11
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %16
  %18 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv40, %11
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %18
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %indvars.iv40
  br label %27

._crit_edge37:                                    ; preds = %._crit_edge, %7
  %21 = sext i32 %0 to i64
  %22 = mul nsw i64 %11, %21
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %22
  %24 = sext i32 %1 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  tail call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %12)
  br label %39

._crit_edge:                                      ; preds = %38
  %indvars.iv.next41 = add nuw nsw i64 %indvars.iv40, 1
  %exitcond44.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next41, %9
  br i1 %exitcond44.not, label %._crit_edge37, label %.preheader, !llvm.loop !9

27:                                               ; preds = %.preheader, %38
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.preheader ], [ %indvars.iv.next, %38 ]
  %28 = icmp eq i64 %indvars.iv40, %indvars.iv
  br i1 %28, label %29, label %30

29:                                               ; preds = %27
  store i32 1, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  br label %38

30:                                               ; preds = %27
  %31 = getelementptr i32, ptr %17, i64 %indvars.iv
  %32 = getelementptr i8, ptr %31, i64 -4
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %34, %33
  %36 = srem i32 %35, 10000007
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %indvars.iv
  store i32 %36, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  br label %38

38:                                               ; preds = %29, %30
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %11
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %27, !llvm.loop !11

39:                                               ; preds = %4, %2, %._crit_edge37
  %.029 = phi i32 [ %26, %._crit_edge37 ], [ 0, %2 ], [ 1, %4 ]
  ret i32 %.029
}

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

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

attributes #0 = { 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 #1 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn }

!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}


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