; LLVM IR from DimitrisJim/leetcode_solutions :: C/Algorithms (2006)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local i32 @countKDifference(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca [101 x i32], align 16
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 404, ptr %7) #3
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 16 %7, i8 0, i64 404, i1 false)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %14

14:                                               ; preds = %29, %3
  %15 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp slt i32 %15, %16
  br i1 %17, label %19, label %18

18:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %32

19:                                               ; preds = %14
  %20 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %7, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  br label %29

29:                                               ; preds = %19
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %31 = add nsw i32 %30, 1
  store i32 %31, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %14, !llvm.loop !11

32:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %33

33:                                               ; preds = %90, %32
  %34 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %35 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp slt i32 %34, %35
  br i1 %36, label %38, label %37

37:                                               ; preds = %33
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %93

38:                                               ; preds = %33
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %39 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %39, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  store i32 %43, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %44 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %46 = sub nsw i32 %44, %45
  store i32 %46, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  %47 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %49 = add nsw i32 %47, %48
  store i32 %49, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %51 = icmp sgt i32 %50, 0
  br i1 %51, label %52, label %68

52:                                               ; preds = %38
  %53 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %54 = icmp slt i32 %53, 101
  br i1 %54, label %55, label %68

55:                                               ; preds = %52
  %56 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %7, i64 0, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  %60 = icmp ne i32 %59, 0
  br i1 %60, label %61, label %68

61:                                               ; preds = %55
  %62 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %7, i64 0, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %66 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %67 = add nsw i32 %66, %65
  store i32 %67, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %68

68:                                               ; preds = %61, %55, %52, %38
  %69 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %70 = icmp slt i32 %69, 101
  br i1 %70, label %71, label %84

71:                                               ; preds = %68
  %72 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %7, i64 0, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  %76 = icmp ne i32 %75, 0
  br i1 %76, label %77, label %84

77:                                               ; preds = %71
  %78 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %7, i64 0, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  %82 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %83 = add nsw i32 %82, %81
  store i32 %83, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %84

84:                                               ; preds = %77, %71, %68
  %85 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %7, i64 0, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %89 = add nsw i32 %88, -1
  store i32 %89, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  br label %90

90:                                               ; preds = %84
  %91 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  store i32 %92, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %33, !llvm.loop !13

93:                                               ; preds = %37
  %94 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 404, ptr %7) #3
  ret i32 %94
}

; 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 nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; 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(argmem: read) uwtable
define dso_local i32 @countKDifference(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = alloca [101 x i32], align 16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 404, ptr nonnull %4) #3
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr noundef nonnull align 16 dereferenceable(404) %4, i8 0, i64 404, i1 false)
  %5 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %5, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 3
  %6 = icmp ult i32 %1, 4
  br i1 %6, label %.preheader.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 2147483644
  br label %.lr.ph

.preheader.unr-lcssa:                             ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.3, %.lr.ph ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.preheader.unr-lcssa, %.lr.ph.epil
  %indvars.iv.epil = phi i64 [ %indvars.iv.next.epil, %.lr.ph.epil ], [ %indvars.iv.unr, %.preheader.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i64 [ %epil.iter.next, %.lr.ph.epil ], [ 0, %.preheader.unr-lcssa ]
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.epil
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %4, i64 0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = add nsw i32 %11, 1
  store i32 %12, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.epil = add nuw nsw i64 %indvars.iv.epil, 1
  %epil.iter.next = add i64 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i64 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %.preheader, label %.lr.ph.epil, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph.epil, %.preheader.unr-lcssa
  br i1 %5, label %.lr.ph37.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph37.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %wide.trip.count42 = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph37

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.3, %.lr.ph ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.3, %.lr.ph ]
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %4, i64 0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %18 = add nsw i32 %17, 1
  store i32 %18, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %4, i64 0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = add nsw i32 %23, 1
  store i32 %24, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = or disjoint i64 %indvars.iv, 2
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.1
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %4, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = add nsw i32 %29, 1
  store i32 %30, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.2 = or disjoint i64 %indvars.iv, 3
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.2
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %4, i64 0, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = add nsw i32 %35, 1
  store i32 %36, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.3 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 4
  %niter.next.3 = add i64 %niter, 4
  %niter.ncmp.3 = icmp eq i64 %niter.next.3, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.3, label %.preheader.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %54, %3, %.preheader
  %.025.lcssa = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ 0, %3 ], [ %.2, %54 ]
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 404, ptr nonnull %4) #3
  ret i32 %.025.lcssa

.lr.ph37:                                         ; preds = %.lr.ph37.preheader, %54
  %indvars.iv39 = phi i64 [ 0, %.lr.ph37.preheader ], [ %indvars.iv.next40, %54 ]
  %.02536 = phi i32 [ 0, %.lr.ph37.preheader ], [ %.2, %54 ]
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv39
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %39 = sub nsw i32 %38, %2
  %40 = add nsw i32 %38, %2
  %41 = add i32 %39, -1
  %or.cond = icmp ult i32 %41, 100
  br i1 %or.cond, label %42, label %47

42:                                               ; preds = %.lr.ph37
  %43 = zext nneg i32 %39 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %4, i64 0, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %45, %.02536
  br label %47

47:                                               ; preds = %42, %.lr.ph37
  %.1 = phi i32 [ %.02536, %.lr.ph37 ], [ %46, %42 ]
  %48 = icmp slt i32 %40, 101
  br i1 %48, label %49, label %54

49:                                               ; preds = %47
  %50 = sext i32 %40 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %4, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nsw i32 %52, %.1
  br label %54

54:                                               ; preds = %49, %47
  %.2 = phi i32 [ %.1, %47 ], [ %53, %49 ]
  %55 = sext i32 %38 to i64
  %56 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %4, i64 0, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %58 = add nsw i32 %57, -1
  store i32 %58, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next40 = add nuw nsw i64 %indvars.iv39, 1
  %exitcond43.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next40, %wide.trip.count42
  br i1 %exitcond43.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph37, !llvm.loop !13
}

; 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 nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #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 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: read) 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 = { mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


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