; LLVM IR from ImChong/Practice_LeetCode_C :: F02_Programming_Topics/F01_Data_Structure/06_Binary_Tree/10_connect (main)

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local ptr @connect(ptr noundef %0) #0 {
  %2 = alloca ptr, align 8
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca [5000 x ptr], align 16
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %10 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %11 = icmp eq ptr %10, null
  br i1 %11, label %12, label %14

12:                                               ; preds = %1
  %13 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %13, ptr %2, align 8
  br label %83

14:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 40000, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %15 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %17 = add nsw i32 %16, 1
  store i32 %17, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = sext i32 %16 to i64
  %19 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %4, i64 0, i64 %18
  store ptr %15, ptr %19, align 8, !tbaa !5
  br label %20

20:                                               ; preds = %80, %14
  %21 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %23 = icmp slt i32 %21, %22
  br i1 %23, label %24, label %81

24:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %25 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %26 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %27 = sub nsw i32 %25, %26
  store i32 %27, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %28

28:                                               ; preds = %77, %24
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %31 = icmp slt i32 %29, %30
  br i1 %31, label %33, label %32

32:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %80

33:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  %34 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %35 = add nsw i32 %34, 1
  store i32 %35, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %36 = sext i32 %34 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %4, i64 0, i64 %36
  %38 = load ptr, ptr %37, align 8, !tbaa !5
  store ptr %38, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %40 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %41 = sub nsw i32 %40, 1
  %42 = icmp slt i32 %39, %41
  br i1 %42, label %43, label %50

43:                                               ; preds = %33
  %44 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %4, i64 0, i64 %45
  %47 = load ptr, ptr %46, align 8, !tbaa !5
  %48 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %48, i32 0, i32 3
  store ptr %47, ptr %49, align 8, !tbaa !11
  br label %50

50:                                               ; preds = %43, %33
  %51 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %51, i32 0, i32 1
  %53 = load ptr, ptr %52, align 8, !tbaa !13
  %54 = icmp ne ptr %53, null
  br i1 %54, label %55, label %63

55:                                               ; preds = %50
  %56 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %57 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %56, i32 0, i32 1
  %58 = load ptr, ptr %57, align 8, !tbaa !13
  %59 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %59 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %4, i64 0, i64 %61
  store ptr %58, ptr %62, align 8, !tbaa !5
  br label %63

63:                                               ; preds = %55, %50
  %64 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %65 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %64, i32 0, i32 2
  %66 = load ptr, ptr %65, align 8, !tbaa !14
  %67 = icmp ne ptr %66, null
  br i1 %67, label %68, label %76

68:                                               ; preds = %63
  %69 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %70 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %69, i32 0, i32 2
  %71 = load ptr, ptr %70, align 8, !tbaa !14
  %72 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %72 to i64
  %75 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %4, i64 0, i64 %74
  store ptr %71, ptr %75, align 8, !tbaa !5
  br label %76

76:                                               ; preds = %68, %63
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  br label %77

77:                                               ; preds = %76
  %78 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %79 = add nsw i32 %78, 1
  store i32 %79, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %28, !llvm.loop !15

80:                                               ; preds = %32
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %20, !llvm.loop !17

81:                                               ; preds = %20
  %82 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %82, ptr %2, align 8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 40000, ptr %4) #2
  br label %83

83:                                               ; preds = %81, %12
  %84 = load ptr, ptr %2, align 8
  ret ptr %84
}

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

; 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 = { 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 = !{!"Node", !10, i64 0, !6, i64 8, !6, i64 16, !6, i64 24}
!13 = !{!12, !6, i64 8}
!14 = !{!12, !6, i64 16}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!17 = distinct !{!17, !16}


; 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 noundef ptr @connect(ptr noundef returned %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = alloca [5000 x ptr], align 16
  %3 = icmp eq ptr %0, null
  br i1 %3, label %37, label %4

4:                                                ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 40000, ptr nonnull %2) #2
  store ptr %0, ptr %2, align 16, !tbaa !5
  br label %7

.loopexit.loopexit:                               ; preds = %34
  %5 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %.loopexit.loopexit, %7
  %.126.lcssa = phi i32 [ %.02535, %7 ], [ %.3, %.loopexit.loopexit ]
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.02436, %7 ], [ %5, %.loopexit.loopexit ]
  %6 = icmp slt i32 %.1.lcssa, %.126.lcssa
  br i1 %6, label %7, label %36, !llvm.loop !9

7:                                                ; preds = %4, %.loopexit
  %.02436 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %.1.lcssa, %.loopexit ]
  %.02535 = phi i32 [ 1, %4 ], [ %.126.lcssa, %.loopexit ]
  %8 = sub nsw i32 %.02535, %.02436
  %9 = icmp sgt i32 %8, 0
  br i1 %9, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %7
  %10 = add nsw i32 %8, -1
  %11 = sext i32 %.02436 to i64
  br label %12

12:                                               ; preds = %.lr.ph, %34
  %indvars.iv = phi i64 [ %11, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %34 ]
  %.02333 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %35, %34 ]
  %.12631 = phi i32 [ %.02535, %.lr.ph ], [ %.3, %34 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %13 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %2, i64 0, i64 %indvars.iv
  %14 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %15 = icmp slt i32 %.02333, %10
  br i1 %15, label %16, label %20

16:                                               ; preds = %12
  %17 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %2, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %18 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %14, i64 24
  store ptr %18, ptr %19, align 8, !tbaa !11
  br label %20

20:                                               ; preds = %16, %12
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %14, i64 8
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !14
  %.not = icmp eq ptr %22, null
  br i1 %.not, label %27, label %23

23:                                               ; preds = %20
  %24 = add nsw i32 %.12631, 1
  %25 = sext i32 %.12631 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %2, i64 0, i64 %25
  store ptr %22, ptr %26, align 8, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %23, %20
  %.2 = phi i32 [ %24, %23 ], [ %.12631, %20 ]
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %14, i64 16
  %29 = load ptr, ptr %28, align 8, !tbaa !15
  %.not30 = icmp eq ptr %29, null
  br i1 %.not30, label %34, label %30

30:                                               ; preds = %27
  %31 = add nsw i32 %.2, 1
  %32 = sext i32 %.2 to i64
  %33 = getelementptr inbounds [5000 x ptr], ptr %2, i64 0, i64 %32
  store ptr %29, ptr %33, align 8, !tbaa !5
  br label %34

34:                                               ; preds = %30, %27
  %.3 = phi i32 [ %31, %30 ], [ %.2, %27 ]
  %35 = add nuw nsw i32 %.02333, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %35, %8
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit.loopexit, label %12, !llvm.loop !16

36:                                               ; preds = %.loopexit
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 40000, ptr nonnull %2) #2
  br label %37

37:                                               ; preds = %1, %36
  ret ptr %0
}

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

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

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" }
attributes #1 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!12, !6, i64 24}
!12 = !{!"Node", !13, i64 0, !6, i64 8, !6, i64 16, !6, i64 24}
!13 = !{!"int", !7, i64 0}
!14 = !{!12, !6, i64 8}
!15 = !{!12, !6, i64 16}
!16 = distinct !{!16, !10}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass