; LLVM IR from nonstriater/Learn-Algorithms :: 9 Algorithms Job Interview/codes/4 numer (integer_to_bin)

; 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 allocsize(0)
declare noalias ptr @malloc(i64 noundef) #1

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local ptr @integer_to_hex(i64 noundef %0) #2 {
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  store i64 %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #3
  store i32 16, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #3
  %7 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  %8 = add nsw i32 %7, 3
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef %9) #4
  store ptr %10, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %11 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %11, i64 0
  store i8 48, ptr %12, align 1, !tbaa !13
  %13 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %13, i64 1
  store i8 120, ptr %14, align 1, !tbaa !13
  %15 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %16 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  %17 = add nsw i32 %16, 2
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %15, i64 %18
  store i8 0, ptr %19, align 1, !tbaa !13
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #3
  %20 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %20, i64 2
  store ptr %21, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %22

22:                                               ; preds = %103, %1
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp slt i32 %23, %24
  br i1 %25, label %27, label %26

26:                                               ; preds = %22
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  br label %106

27:                                               ; preds = %22
  %28 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %30 = mul nsw i32 %29, 4
  %31 = zext i32 %30 to i64
  %32 = shl i64 %28, %31
  %33 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  %34 = mul nsw i32 %33, 4
  %35 = sub nsw i32 %34, 4
  %36 = zext i32 %35 to i64
  %37 = ashr i64 %32, %36
  %38 = trunc i64 %37 to i8
  %39 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %40 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i8, ptr %39, i64 %41
  store i8 %38, ptr %42, align 1, !tbaa !13
  %43 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %44 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i8, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i8, ptr %46, align 1, !tbaa !13
  %48 = sext i8 %47 to i32
  %49 = icmp sge i32 %48, 0
  br i1 %49, label %50, label %57

50:                                               ; preds = %27
  %51 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %52 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i8, ptr %51, i64 %53
  %55 = load i8, ptr %54, align 1, !tbaa !13
  %56 = sext i8 %55 to i32
  br label %65

57:                                               ; preds = %27
  %58 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %59 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds i8, ptr %58, i64 %60
  %62 = load i8, ptr %61, align 1, !tbaa !13
  %63 = sext i8 %62 to i32
  %64 = add nsw i32 %63, 16
  br label %65

65:                                               ; preds = %57, %50
  %66 = phi i32 [ %56, %50 ], [ %64, %57 ]
  %67 = trunc i32 %66 to i8
  %68 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %69 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i8, ptr %68, i64 %70
  store i8 %67, ptr %71, align 1, !tbaa !13
  %72 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %73 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i8, ptr %72, i64 %74
  %76 = load i8, ptr %75, align 1, !tbaa !13
  %77 = sext i8 %76 to i32
  %78 = icmp slt i32 %77, 10
  br i1 %78, label %79, label %87

79:                                               ; preds = %65
  %80 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %81 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds i8, ptr %80, i64 %82
  %84 = load i8, ptr %83, align 1, !tbaa !13
  %85 = sext i8 %84 to i32
  %86 = add nsw i32 %85, 48
  br label %96

87:                                               ; preds = %65
  %88 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %89 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i8, ptr %88, i64 %90
  %92 = load i8, ptr %91, align 1, !tbaa !13
  %93 = sext i8 %92 to i32
  %94 = sub nsw i32 %93, 10
  %95 = add nsw i32 %94, 65
  br label %96

96:                                               ; preds = %87, %79
  %97 = phi i32 [ %86, %79 ], [ %95, %87 ]
  %98 = trunc i32 %97 to i8
  %99 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %100 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = getelementptr inbounds i8, ptr %99, i64 %101
  store i8 %98, ptr %102, align 1, !tbaa !13
  br label %103

103:                                              ; preds = %96
  %104 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %105 = add nsw i32 %104, 1
  store i32 %105, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %22, !llvm.loop !14

106:                                              ; preds = %26
  %107 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #3
  ret ptr %107
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #2 = { 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 #3 = { nounwind }
attributes #4 = { nounwind allocsize(0) }

!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 = !{!"long", !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, !12, i64 0}
!12 = !{!"any pointer", !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: mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @malloc(i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn memory(write, argmem: none, inaccessiblemem: readwrite) uwtable
define dso_local noalias noundef ptr @integer_to_hex(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #1 {
  %2 = tail call noalias dereferenceable_or_null(19) ptr @malloc(i64 noundef 19) #2
  store i8 48, ptr %2, align 1, !tbaa !5
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 1
  store i8 120, ptr %3, align 1, !tbaa !5
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 18
  store i8 0, ptr %4, align 1, !tbaa !5
  %5 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 2
  %6 = ashr i64 %0, 60
  %7 = trunc nsw i64 %6 to i32
  %8 = add nsw i32 %7, 16
  %9 = icmp slt i64 %6, 0
  %10 = select i1 %9, i32 %8, i32 %7
  %11 = and i32 %10, 254
  %12 = icmp ult i32 %11, 10
  %13 = or i32 %10, 48
  %14 = add nsw i32 %10, 55
  %15 = select i1 %12, i32 %13, i32 %14
  %16 = trunc nsw i32 %15 to i8
  store i8 %16, ptr %5, align 1, !tbaa !5
  %17 = shl i64 %0, 4
  %18 = ashr i64 %17, 60
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 3
  %20 = trunc nsw i64 %18 to i32
  %21 = add nsw i32 %20, 16
  %22 = icmp slt i64 %18, 0
  %23 = select i1 %22, i32 %21, i32 %20
  %24 = and i32 %23, 254
  %25 = icmp ult i32 %24, 10
  %26 = or i32 %23, 48
  %27 = add nsw i32 %23, 55
  %28 = select i1 %25, i32 %26, i32 %27
  %29 = trunc nsw i32 %28 to i8
  store i8 %29, ptr %19, align 1, !tbaa !5
  %30 = shl i64 %0, 8
  %31 = ashr i64 %30, 60
  %32 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 4
  %33 = trunc nsw i64 %31 to i32
  %34 = add nsw i32 %33, 16
  %35 = icmp slt i64 %31, 0
  %36 = select i1 %35, i32 %34, i32 %33
  %37 = and i32 %36, 254
  %38 = icmp ult i32 %37, 10
  %39 = or i32 %36, 48
  %40 = add nsw i32 %36, 55
  %41 = select i1 %38, i32 %39, i32 %40
  %42 = trunc nsw i32 %41 to i8
  store i8 %42, ptr %32, align 1, !tbaa !5
  %43 = shl i64 %0, 12
  %44 = ashr i64 %43, 60
  %45 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 5
  %46 = trunc nsw i64 %44 to i32
  %47 = add nsw i32 %46, 16
  %48 = icmp slt i64 %44, 0
  %49 = select i1 %48, i32 %47, i32 %46
  %50 = and i32 %49, 254
  %51 = icmp ult i32 %50, 10
  %52 = or i32 %49, 48
  %53 = add nsw i32 %49, 55
  %54 = select i1 %51, i32 %52, i32 %53
  %55 = trunc nsw i32 %54 to i8
  store i8 %55, ptr %45, align 1, !tbaa !5
  %56 = shl i64 %0, 16
  %57 = ashr i64 %56, 60
  %58 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 6
  %59 = trunc nsw i64 %57 to i32
  %60 = add nsw i32 %59, 16
  %61 = icmp slt i64 %57, 0
  %62 = select i1 %61, i32 %60, i32 %59
  %63 = and i32 %62, 254
  %64 = icmp ult i32 %63, 10
  %65 = or i32 %62, 48
  %66 = add nsw i32 %62, 55
  %67 = select i1 %64, i32 %65, i32 %66
  %68 = trunc nsw i32 %67 to i8
  store i8 %68, ptr %58, align 1, !tbaa !5
  %69 = shl i64 %0, 20
  %70 = ashr i64 %69, 60
  %71 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 7
  %72 = trunc nsw i64 %70 to i32
  %73 = add nsw i32 %72, 16
  %74 = icmp slt i64 %70, 0
  %75 = select i1 %74, i32 %73, i32 %72
  %76 = and i32 %75, 254
  %77 = icmp ult i32 %76, 10
  %78 = or i32 %75, 48
  %79 = add nsw i32 %75, 55
  %80 = select i1 %77, i32 %78, i32 %79
  %81 = trunc nsw i32 %80 to i8
  store i8 %81, ptr %71, align 1, !tbaa !5
  %82 = shl i64 %0, 24
  %83 = ashr i64 %82, 60
  %84 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  %85 = trunc nsw i64 %83 to i32
  %86 = add nsw i32 %85, 16
  %87 = icmp slt i64 %83, 0
  %88 = select i1 %87, i32 %86, i32 %85
  %89 = and i32 %88, 254
  %90 = icmp ult i32 %89, 10
  %91 = or i32 %88, 48
  %92 = add nsw i32 %88, 55
  %93 = select i1 %90, i32 %91, i32 %92
  %94 = trunc nsw i32 %93 to i8
  store i8 %94, ptr %84, align 1, !tbaa !5
  %95 = shl i64 %0, 28
  %96 = ashr i64 %95, 60
  %97 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 9
  %98 = trunc nsw i64 %96 to i32
  %99 = add nsw i32 %98, 16
  %100 = icmp slt i64 %96, 0
  %101 = select i1 %100, i32 %99, i32 %98
  %102 = and i32 %101, 254
  %103 = icmp ult i32 %102, 10
  %104 = or i32 %101, 48
  %105 = add nsw i32 %101, 55
  %106 = select i1 %103, i32 %104, i32 %105
  %107 = trunc nsw i32 %106 to i8
  store i8 %107, ptr %97, align 1, !tbaa !5
  %108 = shl i64 %0, 32
  %109 = ashr i64 %108, 60
  %110 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 10
  %111 = trunc nsw i64 %109 to i32
  %112 = add nsw i32 %111, 16
  %113 = icmp slt i64 %109, 0
  %114 = select i1 %113, i32 %112, i32 %111
  %115 = and i32 %114, 254
  %116 = icmp ult i32 %115, 10
  %117 = or i32 %114, 48
  %118 = add nsw i32 %114, 55
  %119 = select i1 %116, i32 %117, i32 %118
  %120 = trunc nsw i32 %119 to i8
  store i8 %120, ptr %110, align 1, !tbaa !5
  %121 = shl i64 %0, 36
  %122 = ashr i64 %121, 60
  %123 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 11
  %124 = trunc nsw i64 %122 to i32
  %125 = add nsw i32 %124, 16
  %126 = icmp slt i64 %122, 0
  %127 = select i1 %126, i32 %125, i32 %124
  %128 = and i32 %127, 254
  %129 = icmp ult i32 %128, 10
  %130 = or i32 %127, 48
  %131 = add nsw i32 %127, 55
  %132 = select i1 %129, i32 %130, i32 %131
  %133 = trunc nsw i32 %132 to i8
  store i8 %133, ptr %123, align 1, !tbaa !5
  %134 = shl i64 %0, 40
  %135 = ashr i64 %134, 60
  %136 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 12
  %137 = trunc nsw i64 %135 to i32
  %138 = add nsw i32 %137, 16
  %139 = icmp slt i64 %135, 0
  %140 = select i1 %139, i32 %138, i32 %137
  %141 = and i32 %140, 254
  %142 = icmp ult i32 %141, 10
  %143 = or i32 %140, 48
  %144 = add nsw i32 %140, 55
  %145 = select i1 %142, i32 %143, i32 %144
  %146 = trunc nsw i32 %145 to i8
  store i8 %146, ptr %136, align 1, !tbaa !5
  %147 = shl i64 %0, 44
  %148 = ashr i64 %147, 60
  %149 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 13
  %150 = trunc nsw i64 %148 to i32
  %151 = add nsw i32 %150, 16
  %152 = icmp slt i64 %148, 0
  %153 = select i1 %152, i32 %151, i32 %150
  %154 = and i32 %153, 254
  %155 = icmp ult i32 %154, 10
  %156 = or i32 %153, 48
  %157 = add nsw i32 %153, 55
  %158 = select i1 %155, i32 %156, i32 %157
  %159 = trunc nsw i32 %158 to i8
  store i8 %159, ptr %149, align 1, !tbaa !5
  %160 = shl i64 %0, 48
  %161 = ashr i64 %160, 60
  %162 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 14
  %163 = trunc nsw i64 %161 to i32
  %164 = add nsw i32 %163, 16
  %165 = icmp slt i64 %161, 0
  %166 = select i1 %165, i32 %164, i32 %163
  %167 = and i32 %166, 254
  %168 = icmp ult i32 %167, 10
  %169 = or i32 %166, 48
  %170 = add nsw i32 %166, 55
  %171 = select i1 %168, i32 %169, i32 %170
  %172 = trunc nsw i32 %171 to i8
  store i8 %172, ptr %162, align 1, !tbaa !5
  %173 = shl i64 %0, 52
  %174 = ashr i64 %173, 60
  %175 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 15
  %176 = trunc nsw i64 %174 to i32
  %177 = add nsw i32 %176, 16
  %178 = icmp slt i64 %174, 0
  %179 = select i1 %178, i32 %177, i32 %176
  %180 = and i32 %179, 254
  %181 = icmp ult i32 %180, 10
  %182 = or i32 %179, 48
  %183 = add nsw i32 %179, 55
  %184 = select i1 %181, i32 %182, i32 %183
  %185 = trunc nsw i32 %184 to i8
  store i8 %185, ptr %175, align 1, !tbaa !5
  %186 = shl i64 %0, 56
  %187 = ashr i64 %186, 60
  %188 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 16
  %189 = trunc nsw i64 %187 to i32
  %190 = add nsw i32 %189, 16
  %191 = icmp slt i64 %187, 0
  %192 = select i1 %191, i32 %190, i32 %189
  %193 = and i32 %192, 254
  %194 = icmp ult i32 %193, 10
  %195 = or i32 %192, 48
  %196 = add nsw i32 %192, 55
  %197 = select i1 %194, i32 %195, i32 %196
  %198 = trunc nsw i32 %197 to i8
  store i8 %198, ptr %188, align 1, !tbaa !5
  %199 = shl i64 %0, 60
  %200 = ashr exact i64 %199, 60
  %201 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 17
  %202 = trunc nsw i64 %200 to i32
  %203 = add nsw i32 %202, 16
  %204 = icmp slt i64 %200, 0
  %205 = select i1 %204, i32 %203, i32 %202
  %206 = and i32 %205, 254
  %207 = icmp ult i32 %206, 10
  %208 = or i32 %205, 48
  %209 = add nsw i32 %205, 55
  %210 = select i1 %207, i32 %208, i32 %209
  %211 = trunc nsw i32 %210 to i8
  store i8 %211, ptr %201, align 1, !tbaa !5
  ret ptr %2
}

attributes #0 = { 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 #1 = { mustprogress nofree nounwind willreturn memory(write, argmem: none, inaccessiblemem: readwrite) 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) }

!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 = !{!"omnipotent char", !7, i64 0}
!7 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LoopRotatePass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass