; LLVM IR from amritansh22/Data-Structures-and-Algorithms-in-cpp :: Count ways to reach the n'th stair - dynamic programming.ll (Z9countWaysii)

; 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 @_Z9countWaysii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %12 = add nsw i32 %11, 1
  %13 = zext i32 %12 to i64
  %14 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %14, ptr %5, align 8
  %15 = alloca i32, i64 %13, align 16
  store i64 %13, ptr %6, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 0
  store i32 1, ptr %16, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %17

17:                                               ; preds = %49, %2
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp sle i32 %18, %19
  br i1 %20, label %22, label %21

21:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %52

22:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %25 = sub nsw i32 %23, %24
  %26 = sub nsw i32 %25, 1
  store i32 %26, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %28 = sub nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp sge i32 %29, 0
  br i1 %30, label %31, label %38

31:                                               ; preds = %22
  %32 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %37 = sub nsw i32 %36, %35
  store i32 %37, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %38

38:                                               ; preds = %31, %22
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %44 = add nsw i32 %43, %42
  store i32 %44, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %47
  store i32 %45, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %49

49:                                               ; preds = %38
  %50 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %51 = add nsw i32 %50, 1
  store i32 %51, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %17, !llvm.loop !9

52:                                               ; preds = %21
  %53 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  %57 = load ptr, ptr %5, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %57)
  ret i32 %56
}

; 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"}


; 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 willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z9countWaysii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = add i32 %0, 1
  %4 = zext i32 %3 to i64
  %5 = alloca i32, i64 %4, align 16
  store i32 1, ptr %5, align 16, !tbaa !5
  %.not18 = icmp slt i32 %0, 1
  br i1 %.not18, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %6 = xor i32 %1, -1
  %7 = add nsw i64 %4, -1
  %xtraiter = and i64 %7, 1
  %8 = icmp eq i32 %3, 2
  br i1 %8, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %7, -2
  br label %24

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %46, %.lr.ph
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %46 ]
  %.020.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %50, %46 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %9 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.unr to i32
  %10 = add i32 %9, %6
  %11 = icmp sgt i32 %10, -1
  br i1 %11, label %12, label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

12:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %13 = zext nneg i32 %10 to i64
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %5, i64 %13
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = sub nsw i32 %.020.unr, %15
  br label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa:                ; preds = %12, %.epil.preheader
  %.1.epil = phi i32 [ %16, %12 ], [ %.020.unr, %.epil.preheader ]
  %17 = getelementptr i32, ptr %5, i64 %indvars.iv.unr
  %18 = getelementptr i8, ptr %17, i64 -4
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = add nsw i32 %19, %.1.epil
  store i32 %20, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %2
  %21 = sext i32 %0 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %5, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  ret i32 %23

24:                                               ; preds = %46, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %46 ]
  %.020 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %50, %46 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %46 ]
  %25 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %26 = add i32 %25, %6
  %27 = icmp sgt i32 %26, -1
  br i1 %27, label %28, label %33

28:                                               ; preds = %24
  %29 = zext nneg i32 %26 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %5, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = sub nsw i32 %.020, %31
  br label %33

33:                                               ; preds = %28, %24
  %.1 = phi i32 [ %32, %28 ], [ %.020, %24 ]
  %34 = getelementptr i32, ptr %5, i64 %indvars.iv
  %35 = getelementptr i8, ptr %34, i64 -4
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, %.1
  store i32 %37, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %38 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %39 = add i32 %38, %6
  %40 = icmp sgt i32 %39, -1
  br i1 %40, label %41, label %46

41:                                               ; preds = %33
  %42 = zext nneg i32 %39 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %5, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = sub nsw i32 %37, %44
  br label %46

46:                                               ; preds = %41, %33
  %.1.1 = phi i32 [ %45, %41 ], [ %37, %33 ]
  %47 = getelementptr i32, ptr %5, i64 %indvars.iv.next
  %48 = getelementptr i8, ptr %47, i64 -4
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %49, %.1.1
  store i32 %50, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %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_edge.loopexit.unr-lcssa, label %24, !llvm.loop !9
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(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" }

!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: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass