; LLVM IR from kaynewbie/algorithm :: algorithm/CodingInterviews (question-31)

; 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.s = type { ptr, i32, i32, i32 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local zeroext i1 @checkIsPopSequence(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i1, align 1
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %13 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %14 = icmp eq ptr %13, null
  br i1 %14, label %21, label %15

15:                                               ; preds = %3
  %16 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %17 = icmp eq ptr %16, null
  br i1 %17, label %21, label %18

18:                                               ; preds = %15
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp sle i32 %19, 0
  br i1 %20, label %21, label %22

21:                                               ; preds = %18, %15, %3
  store i1 false, ptr %4, align 1
  br label %102

22:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #3
  %23 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %23, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  %24 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %24, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %26 = call ptr @createStack(i32 noundef 4, i32 noundef %25)
  store ptr %26, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %79, %22
  %28 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %29 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %30 = ptrtoint ptr %28 to i64
  %31 = ptrtoint ptr %29 to i64
  %32 = sub i64 %30, %31
  %33 = sdiv exact i64 %32, 4
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = icmp slt i64 %33, %35
  br i1 %36, label %37, label %84

37:                                               ; preds = %27
  %38 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %39 = call i32 @stackTop(ptr noundef %38, ptr noundef %9)
  br label %40

40:                                               ; preds = %63, %37
  %41 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %42 = getelementptr inbounds %struct.s, ptr %41, i32 0, i32 1
  %43 = load i32, ptr %42, align 8, !tbaa !11
  %44 = icmp slt i32 %43, 0
  br i1 %44, label %50, label %45

45:                                               ; preds = %40
  %46 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %47 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp ne i32 %46, %48
  br label %50

50:                                               ; preds = %45, %40
  %51 = phi i1 [ true, %40 ], [ %49, %45 ]
  br i1 %51, label %52, label %71

52:                                               ; preds = %50
  %53 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %54 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %55 = ptrtoint ptr %53 to i64
  %56 = ptrtoint ptr %54 to i64
  %57 = sub i64 %55, %56
  %58 = sdiv exact i64 %57, 4
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = icmp eq i64 %58, %60
  br i1 %61, label %62, label %63

62:                                               ; preds = %52
  br label %71

63:                                               ; preds = %52
  %64 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %65 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %66 = call i32 @stackPush(ptr noundef %64, ptr noundef %65)
  %67 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  store i32 %68, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %69 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %69, i32 1
  store ptr %70, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %40, !llvm.loop !13

71:                                               ; preds = %62, %50
  %72 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %73 = call i32 @stackTop(ptr noundef %72, ptr noundef %9)
  %74 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %75 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !9
  %77 = icmp ne i32 %74, %76
  br i1 %77, label %78, label %79

78:                                               ; preds = %71
  br label %84

79:                                               ; preds = %71
  %80 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %81 = call i32 @stackPop(ptr noundef %80, ptr noundef %9)
  %82 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %83 = getelementptr inbounds i32, ptr %82, i32 1
  store ptr %83, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %27, !llvm.loop !15

84:                                               ; preds = %78, %27
  %85 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %86 = getelementptr inbounds %struct.s, ptr %85, i32 0, i32 1
  %87 = load i32, ptr %86, align 8, !tbaa !11
  %88 = icmp slt i32 %87, 0
  br i1 %88, label %89, label %100

89:                                               ; preds = %84
  %90 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %91 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %92 = ptrtoint ptr %90 to i64
  %93 = ptrtoint ptr %91 to i64
  %94 = sub i64 %92, %93
  %95 = sdiv exact i64 %94, 4
  %96 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = icmp eq i64 %95, %97
  br i1 %98, label %99, label %100

99:                                               ; preds = %89
  store i1 true, ptr %4, align 1
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %101

100:                                              ; preds = %89, %84
  store i1 false, ptr %4, align 1
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %101

101:                                              ; preds = %100, %99
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  br label %102

102:                                              ; preds = %101, %21
  %103 = load i1, ptr %4, align 1
  ret i1 %103
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare ptr @createStack(i32 noundef, i32 noundef) #2

declare i32 @stackTop(ptr noundef, ptr noundef) #2

declare i32 @stackPush(ptr noundef, ptr noundef) #2

declare i32 @stackPop(ptr noundef, ptr noundef) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

attributes #0 = { 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 memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { "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, !10, i64 8}
!12 = !{!"s", !6, i64 0, !10, i64 8, !10, i64 12, !10, i64 16}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}


; 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: nounwind uwtable
define dso_local zeroext i1 @checkIsPopSequence(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = icmp eq ptr %0, null
  %6 = icmp eq ptr %1, null
  %or.cond = or i1 %5, %6
  %7 = icmp slt i32 %2, 1
  %or.cond3 = or i1 %or.cond, %7
  br i1 %or.cond3, label %46, label %8

8:                                                ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr nonnull %4) #3
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %9 = tail call ptr @createStack(i32 noundef 4, i32 noundef %2) #3
  %10 = ptrtoint ptr %1 to i64
  %11 = zext nneg i32 %2 to i64
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %9, i64 8
  %13 = ptrtoint ptr %0 to i64
  br label %14

14:                                               ; preds = %8, %35
  %15 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %40, %35 ]
  %.041 = phi ptr [ %1, %8 ], [ %37, %35 ]
  %.03040 = phi ptr [ %0, %8 ], [ %.1, %35 ]
  %16 = call i32 @stackTop(ptr noundef %9, ptr noundef nonnull %4) #3
  br label %17

17:                                               ; preds = %27, %14
  %.1 = phi ptr [ %.03040, %14 ], [ %30, %27 ]
  %18 = load i32, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %19 = icmp slt i32 %18, 0
  br i1 %19, label %.critedge, label %20

20:                                               ; preds = %17
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %.041, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %21, %22
  br i1 %.not, label %31, label %.critedge

.critedge:                                        ; preds = %17, %20
  %23 = ptrtoint ptr %.1 to i64
  %24 = sub i64 %23, %13
  %25 = ashr exact i64 %24, 2
  %26 = icmp eq i64 %25, %11
  br i1 %26, label %31, label %27

27:                                               ; preds = %.critedge
  %28 = call i32 @stackPush(ptr noundef nonnull %9, ptr noundef %.1) #3
  %29 = load i32, ptr %.1, align 4, !tbaa !5
  store i32 %29, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %30 = getelementptr inbounds i8, ptr %.1, i64 4
  br label %17, !llvm.loop !12

31:                                               ; preds = %.critedge, %20
  %32 = call i32 @stackTop(ptr noundef nonnull %9, ptr noundef nonnull %4) #3
  %33 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %.041, align 4, !tbaa !5
  %.not37 = icmp eq i32 %33, %34
  br i1 %.not37, label %35, label %42

35:                                               ; preds = %31
  %36 = call i32 @stackPop(ptr noundef nonnull %9, ptr noundef nonnull %4) #3
  %37 = getelementptr inbounds i8, ptr %.041, i64 4
  %38 = ptrtoint ptr %37 to i64
  %39 = sub i64 %38, %10
  %40 = ashr exact i64 %39, 2
  %41 = icmp slt i64 %40, %11
  br i1 %41, label %14, label %42, !llvm.loop !14

42:                                               ; preds = %31, %35
  %.lcssa39 = phi i64 [ %15, %31 ], [ %40, %35 ]
  %43 = load i32, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %44 = icmp slt i32 %43, 0
  %45 = icmp eq i64 %.lcssa39, %11
  %or.cond38 = and i1 %45, %44
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr nonnull %4) #3
  br label %46

46:                                               ; preds = %3, %42
  %.132 = phi i1 [ %or.cond38, %42 ], [ false, %3 ]
  ret i1 %.132
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare ptr @createStack(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #2

declare i32 @stackTop(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #2

declare i32 @stackPush(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #2

declare i32 @stackPop(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

attributes #0 = { 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 memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { "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/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !6, i64 8}
!10 = !{!"s", !11, i64 0, !6, i64 8, !6, i64 12, !6, i64 16}
!11 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!14 = distinct !{!14, !13}


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