; LLVM IR from freddiev4/dailyprogrammerchallenges :: Intermediate Challenges/Challenge 0004 Intermediate/solutions (solution)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local i64 @my_getline(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i8, align 1
  %11 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %12 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %13 = icmp eq ptr %12, null
  br i1 %13, label %14, label %15

14:                                               ; preds = %3
  store i64 -1, ptr %4, align 8
  br label %146

15:                                               ; preds = %3
  %16 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %17 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %18 = icmp eq ptr %17, null
  br i1 %18, label %19, label %28

19:                                               ; preds = %15
  %20 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef 256) #5
  %21 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %20, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  %22 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !5
  %24 = icmp eq ptr %23, null
  br i1 %24, label %25, label %26

25:                                               ; preds = %19
  store i64 -1, ptr %4, align 8
  br label %146

26:                                               ; preds = %19
  %27 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i64 256, ptr %27, align 8, !tbaa !9
  br label %28

28:                                               ; preds = %26, %15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #6
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #6
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %10) #6
  br label %29

29:                                               ; preds = %136, %28
  %30 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %31 = add i64 %30, 2
  %32 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i64, ptr %32, align 8, !tbaa !9
  %34 = icmp uge i64 %31, %33
  br i1 %34, label %35, label %52

35:                                               ; preds = %29
  %36 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %37 = load ptr, ptr %36, align 8, !tbaa !5
  %38 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i64, ptr %38, align 8, !tbaa !9
  %40 = mul i64 2, %39
  %41 = add i64 %40, 1
  %42 = call ptr @realloc(ptr noundef %37, i64 noundef %41) #7
  %43 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %42, ptr %43, align 8, !tbaa !5
  %44 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i64, ptr %44, align 8, !tbaa !9
  %46 = mul i64 %45, 2
  store i64 %46, ptr %44, align 8, !tbaa !9
  %47 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %48 = load ptr, ptr %47, align 8, !tbaa !5
  %49 = icmp eq ptr %48, null
  br i1 %49, label %50, label %51

50:                                               ; preds = %35
  store i64 -1, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %145

51:                                               ; preds = %35
  br label %52

52:                                               ; preds = %51, %29
  %53 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %54 = call i32 @fgetc(ptr noundef %53)
  store i32 %54, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %55 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %56 = add i64 %55, 2
  %57 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i64, ptr %57, align 8, !tbaa !9
  %59 = icmp uge i64 %56, %58
  br i1 %59, label %60, label %77

60:                                               ; preds = %52
  %61 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %62 = load ptr, ptr %61, align 8, !tbaa !5
  %63 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i64, ptr %63, align 8, !tbaa !9
  %65 = mul i64 2, %64
  %66 = add i64 %65, 1
  %67 = call ptr @realloc(ptr noundef %62, i64 noundef %66) #7
  %68 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %67, ptr %68, align 8, !tbaa !5
  %69 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %70 = load i64, ptr %69, align 8, !tbaa !9
  %71 = mul i64 %70, 2
  store i64 %71, ptr %69, align 8, !tbaa !9
  %72 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %73 = load ptr, ptr %72, align 8, !tbaa !5
  %74 = icmp eq ptr %73, null
  br i1 %74, label %75, label %76

75:                                               ; preds = %60
  store i64 -1, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %145

76:                                               ; preds = %60
  br label %77

77:                                               ; preds = %76, %52
  %78 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %79 = icmp slt i32 %78, 0
  br i1 %79, label %80, label %89

80:                                               ; preds = %77
  %81 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %82 = icmp eq i64 %81, 0
  br i1 %82, label %83, label %85

83:                                               ; preds = %80
  %84 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i64 -1, ptr %84, align 8, !tbaa !9
  store i64 -1, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %145

85:                                               ; preds = %80
  %86 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %87 = add i64 %86, 1
  store i64 %87, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %88

88:                                               ; preds = %85
  br label %135

89:                                               ; preds = %77
  %90 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %91 = trunc i32 %90 to i8
  %92 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %93 = load ptr, ptr %92, align 8, !tbaa !5
  %94 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %95 = getelementptr inbounds i8, ptr %93, i64 %94
  store i8 %91, ptr %95, align 1, !tbaa !13
  %96 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %97 = load ptr, ptr %96, align 8, !tbaa !5
  %98 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %99 = getelementptr inbounds i8, ptr %97, i64 %98
  %100 = load i8, ptr %99, align 1, !tbaa !13
  %101 = sext i8 %100 to i32
  %102 = icmp eq i32 %101, 10
  br i1 %102, label %111, label %103

103:                                              ; preds = %89
  %104 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %105 = load ptr, ptr %104, align 8, !tbaa !5
  %106 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %107 = getelementptr inbounds i8, ptr %105, i64 %106
  %108 = load i8, ptr %107, align 1, !tbaa !13
  %109 = sext i8 %108 to i32
  %110 = icmp eq i32 %109, 13
  br i1 %110, label %111, label %132

111:                                              ; preds = %103, %89
  %112 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %113 = icmp eq i32 %112, 13
  br i1 %113, label %114, label %125

114:                                              ; preds = %111
  %115 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %116 = call i32 @fgetc(ptr noundef %115)
  %117 = trunc i32 %116 to i8
  store i8 %117, ptr %10, align 1, !tbaa !13
  %118 = sext i8 %117 to i32
  %119 = icmp ne i32 %118, 10
  br i1 %119, label %120, label %125

120:                                              ; preds = %114
  %121 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !13
  %122 = sext i8 %121 to i32
  %123 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %124 = call i32 @ungetc(i32 noundef %122, ptr noundef %123)
  br label %125

125:                                              ; preds = %120, %114, %111
  %126 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %127 = load ptr, ptr %126, align 8, !tbaa !5
  %128 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %129 = add i64 %128, 1
  store i64 %129, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %130 = getelementptr inbounds i8, ptr %127, i64 %129
  store i8 0, ptr %130, align 1, !tbaa !13
  %131 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  store i64 %131, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %145

132:                                              ; preds = %103
  %133 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %134 = add i64 %133, 1
  store i64 %134, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %135

135:                                              ; preds = %132, %88
  br label %136

136:                                              ; preds = %135
  %137 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !11
  %138 = icmp sgt i32 %137, 0
  br i1 %138, label %29, label %139, !llvm.loop !14

139:                                              ; preds = %136
  %140 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %141 = load ptr, ptr %140, align 8, !tbaa !5
  %142 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %143 = getelementptr inbounds i8, ptr %141, i64 %142
  store i8 0, ptr %143, align 1, !tbaa !13
  %144 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  store i64 %144, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %145

145:                                              ; preds = %139, %125, %83, %75, %50
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %10) #6
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #6
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #6
  br label %146

146:                                              ; preds = %145, %25, %14
  %147 = load i64, ptr %4, align 8
  ret i64 %147
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind allocsize(0)
declare noalias ptr @malloc(i64 noundef) #2

; Function Attrs: nounwind allocsize(1)
declare ptr @realloc(ptr noundef, i64 noundef) #3

declare i32 @fgetc(ptr noundef) #4

declare i32 @ungetc(i32 noundef, ptr noundef) #4

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 = { nounwind allocsize(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 allocsize(1) "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 #4 = { "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 #5 = { nounwind allocsize(0) }
attributes #6 = { nounwind }
attributes #7 = { nounwind allocsize(1) }

!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 = !{!"long", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"int", !7, i64 0}
!13 = !{!7, !7, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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 i64 @my_getline(ptr nocapture noundef %0, ptr noundef %1, ptr nocapture noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp eq ptr %1, null
  br i1 %4, label %.loopexit, label %5

5:                                                ; preds = %3
  %6 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %7 = icmp eq ptr %6, null
  br i1 %7, label %8, label %.preheader

8:                                                ; preds = %5
  %9 = tail call noalias dereferenceable_or_null(256) ptr @malloc(i64 noundef 256) #4
  store ptr %9, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %10 = icmp eq ptr %9, null
  br i1 %10, label %.loopexit, label %11

11:                                               ; preds = %8
  store i64 256, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %11, %5
  %.ph = phi ptr [ %6, %5 ], [ %9, %11 ]
  br label %12

12:                                               ; preds = %.preheader, %57
  %13 = phi ptr [ %43, %57 ], [ %.ph, %.preheader ]
  %.043 = phi i64 [ %.144, %57 ], [ 0, %.preheader ]
  %14 = add i64 %.043, 2
  %15 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %.not = icmp ult i64 %14, %15
  br i1 %.not, label %23, label %16

16:                                               ; preds = %12
  %17 = shl i64 %15, 1
  %18 = or disjoint i64 %17, 1
  %19 = tail call ptr @realloc(ptr noundef nonnull %13, i64 noundef %18) #5
  store ptr %19, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %20 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %21 = shl i64 %20, 1
  store i64 %21, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %22 = icmp eq ptr %19, null
  br i1 %22, label %.loopexit, label %23

23:                                               ; preds = %16, %12
  %24 = tail call i32 @fgetc(ptr noundef %2)
  %25 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %.not51 = icmp ult i64 %14, %25
  br i1 %.not51, label %34, label %26

26:                                               ; preds = %23
  %27 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %28 = shl i64 %25, 1
  %29 = or disjoint i64 %28, 1
  %30 = tail call ptr @realloc(ptr noundef %27, i64 noundef %29) #5
  store ptr %30, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %32 = shl i64 %31, 1
  store i64 %32, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %33 = icmp eq ptr %30, null
  br i1 %33, label %.loopexit, label %34

34:                                               ; preds = %26, %23
  %35 = icmp slt i32 %24, 0
  br i1 %35, label %36, label %39

36:                                               ; preds = %34
  %37 = icmp eq i64 %.043, 0
  br i1 %37, label %38, label %.thread

.thread:                                          ; preds = %36
  %.14453 = add i64 %.043, 1
  %.pre = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  br label %.loopexit56

38:                                               ; preds = %36
  store i64 -1, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  br label %.loopexit

39:                                               ; preds = %34
  %40 = trunc i32 %24 to i8
  %41 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %42 = getelementptr inbounds i8, ptr %41, i64 %.043
  store i8 %40, ptr %42, align 1, !tbaa !11
  %43 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %44 = getelementptr inbounds i8, ptr %43, i64 %.043
  %45 = load i8, ptr %44, align 1, !tbaa !11
  switch i8 %45, label %57 [
    i8 10, label %46
    i8 13, label %46
  ]

46:                                               ; preds = %39, %39
  %47 = icmp eq i32 %24, 13
  br i1 %47, label %48, label %53

48:                                               ; preds = %46
  %49 = tail call i32 @fgetc(ptr noundef %2)
  %sext = shl i32 %49, 24
  %.not52 = icmp eq i32 %sext, 167772160
  br i1 %.not52, label %53, label %50

50:                                               ; preds = %48
  %51 = ashr exact i32 %sext, 24
  %52 = tail call i32 @ungetc(i32 noundef %51, ptr noundef %2)
  br label %53

53:                                               ; preds = %50, %48, %46
  %54 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %55 = add i64 %.043, 1
  %56 = getelementptr inbounds i8, ptr %54, i64 %55
  store i8 0, ptr %56, align 1, !tbaa !11
  br label %.loopexit

57:                                               ; preds = %39
  %.144 = add i64 %.043, 1
  %.not55 = icmp eq i32 %24, 0
  br i1 %.not55, label %.loopexit56, label %12, !llvm.loop !12

.loopexit56:                                      ; preds = %57, %.thread
  %58 = phi ptr [ %.pre, %.thread ], [ %43, %57 ]
  %.14454 = phi i64 [ %.14453, %.thread ], [ %.144, %57 ]
  %59 = getelementptr inbounds i8, ptr %58, i64 %.14454
  store i8 0, ptr %59, align 1, !tbaa !11
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %16, %26, %38, %53, %.loopexit56, %8, %3
  %.1 = phi i64 [ -1, %3 ], [ -1, %8 ], [ -1, %38 ], [ %.14454, %.loopexit56 ], [ %55, %53 ], [ -1, %26 ], [ -1, %16 ]
  ret i64 %.1
}

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @malloc(i64 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress nounwind willreturn allockind("realloc") allocsize(1) memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @realloc(ptr allocptr nocapture noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @fgetc(ptr nocapture noundef) local_unnamed_addr #3

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @ungetc(i32 noundef, ptr nocapture noundef) local_unnamed_addr #3

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 nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { mustprogress nounwind willreturn allockind("realloc") allocsize(1) memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { nofree nounwind "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 #4 = { nounwind allocsize(0) }
attributes #5 = { nounwind allocsize(1) }

!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 = !{!"long", !7, i64 0}
!11 = !{!7, !7, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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