; LLVM IR from FOSS-UCSC/FOSSALGO :: algorithms/ar-cochprb/cpp/coinchange.ll (Z12bottomUpcoinPiii)

; 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"

@INF = external dso_local global i32, align 4
@.str = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z12bottomUpcoinPiii(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 ptr, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = 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
  %15 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %16 = add nsw i32 %15, 1
  %17 = zext i32 %16 to i64
  %18 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %18, ptr %7, align 8
  %19 = alloca i32, i64 %17, align 16
  store i64 %17, ptr %8, align 8
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %21 = add nsw i32 %20, 1
  %22 = zext i32 %21 to i64
  %23 = alloca i32, i64 %22, align 16
  store i64 %22, ptr %9, align 8
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 0
  store i32 0, ptr %24, align 16, !tbaa !9
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 0
  store i32 0, ptr %25, align 16, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #4
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #4
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #4
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #4
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %26

26:                                               ; preds = %85, %3
  %27 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp sle i32 %27, %28
  br i1 %29, label %30, label %88

30:                                               ; preds = %26
  %31 = load i32, ptr @INF, align 4, !tbaa !9
  store i32 %31, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %32

32:                                               ; preds = %73, %30
  %33 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp sle i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %76

36:                                               ; preds = %32
  %37 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %38 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = icmp sge i32 %37, %42
  br i1 %43, label %44, label %72

44:                                               ; preds = %36
  %45 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %46 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  %51 = sub nsw i32 %45, %50
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !9
  %55 = add nsw i32 1, %54
  %56 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %57 = icmp slt i32 %55, %56
  br i1 %57, label %58, label %71

58:                                               ; preds = %44
  %59 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %60 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds i32, ptr %60, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !9
  %65 = sub nsw i32 %59, %64
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 1, %68
  store i32 %69, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %70 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %70, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %71

71:                                               ; preds = %58, %44
  br label %72

72:                                               ; preds = %71, %36
  br label %73

73:                                               ; preds = %72
  %74 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %32, !llvm.loop !11

76:                                               ; preds = %32
  %77 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %79
  store i32 %77, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %82 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %83
  store i32 %81, ptr %84, align 4, !tbaa !9
  br label %85

85:                                               ; preds = %76
  %86 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %87 = add nsw i32 %86, 1
  store i32 %87, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %26, !llvm.loop !13

88:                                               ; preds = %26
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #4
  %89 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %89, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %90

90:                                               ; preds = %93, %88
  %91 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %92 = icmp sgt i32 %91, 0
  br i1 %92, label %93, label %113

93:                                               ; preds = %90
  %94 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %96
  %98 = load i32, ptr %97, align 4, !tbaa !9
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %99
  %101 = load i32, ptr %100, align 4, !tbaa !9
  %102 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str, i32 noundef %101)
  %103 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %104 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %106
  %108 = load i32, ptr %107, align 4, !tbaa !9
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds i32, ptr %104, i64 %109
  %111 = load i32, ptr %110, align 4, !tbaa !9
  %112 = sub nsw i32 %103, %111
  store i32 %112, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %90, !llvm.loop !14

113:                                              ; preds = %90
  %114 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %115 = sext i32 %114 to i64
  %116 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %115
  %117 = load i32, ptr %116, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #4
  %118 = load ptr, ptr %7, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %118)
  ret i32 %117
}

; 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

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #3

; 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 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 = { "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 }

!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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !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"

@INF = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@.str = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z12bottomUpcoinPiii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = add i32 %1, 1
  %5 = zext i32 %4 to i64
  %6 = alloca i32, i64 %5, align 16
  %7 = alloca i32, i64 %5, align 16
  store i32 0, ptr %6, align 16, !tbaa !5
  %.not48 = icmp slt i32 %1, 1
  br i1 %.not48, label %._crit_edge55, label %.lr.ph52

.lr.ph52:                                         ; preds = %3
  %8 = load i32, ptr @INF, align 4, !tbaa !5
  %.not3942 = icmp slt i32 %2, 1
  br i1 %.not3942, label %.preheader.thread, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.lr.ph52
  %9 = add nuw i32 %2, 1
  %10 = zext nneg i32 %9 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %6, i64 %10
  %12 = zext nneg i32 %2 to i64
  %xtraiter = and i64 %12, 1
  %13 = icmp eq i32 %2, 1
  %unroll_iter = and i64 %12, 2147483646
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br label %.lr.ph

.preheader.thread:                                ; preds = %.lr.ph52
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 4
  store i32 %8, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %7, i64 4
  %15 = zext nneg i32 %1 to i64
  %16 = shl nuw nsw i64 %15, 2
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 4 %scevgep, i8 0, i64 %16, i1 false), !tbaa !5
  br label %.lr.ph54.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %._crit_edge
  %indvars.iv58 = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next59, %._crit_edge ]
  %.03150 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.lcssa, %._crit_edge ]
  %17 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv58 to i32
  br i1 %13, label %._crit_edge.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph, %41
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %41 ], [ 1, %.lr.ph ]
  %.145 = phi i32 [ %.2.1, %41 ], [ %.03150, %.lr.ph ]
  %.03244 = phi i32 [ %.133.1, %41 ], [ %8, %.lr.ph ]
  %niter = phi i64 [ %niter.next.1, %41 ], [ 0, %.lr.ph ]
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %.not40 = icmp slt i64 %indvars.iv58, %20
  br i1 %.not40, label %29, label %21

21:                                               ; preds = %.lr.ph.new
  %22 = sub nsw i32 %17, %19
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %6, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, 1
  %27 = icmp slt i32 %26, %.03244
  %spec.select = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %26, i32 %.03244)
  %28 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %spec.select41 = select i1 %27, i32 %28, i32 %.145
  br label %29

29:                                               ; preds = %21, %.lr.ph.new
  %.133 = phi i32 [ %.03244, %.lr.ph.new ], [ %spec.select, %21 ]
  %.2 = phi i32 [ %.145, %.lr.ph.new ], [ %spec.select41, %21 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %.not40.1 = icmp slt i64 %indvars.iv58, %32
  br i1 %.not40.1, label %41, label %33

33:                                               ; preds = %29
  %34 = sub nsw i32 %17, %31
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %6, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw i32 %37, 1
  %39 = icmp slt i32 %38, %.133
  %spec.select.1 = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %38, i32 %.133)
  %40 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %spec.select41.1 = select i1 %39, i32 %40, i32 %.2
  br label %41

41:                                               ; preds = %33, %29
  %.133.1 = phi i32 [ %.133, %29 ], [ %spec.select.1, %33 ]
  %.2.1 = phi i32 [ %.2, %29 ], [ %spec.select41.1, %33 ]
  %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.unr-lcssa, label %.lr.ph.new, !llvm.loop !9

._crit_edge.unr-lcssa:                            ; preds = %41, %.lr.ph
  %.133.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph ], [ %.133.1, %41 ]
  %.2.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph ], [ %.2.1, %41 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %41 ]
  %.145.unr = phi i32 [ %.03150, %.lr.ph ], [ %.2.1, %41 ]
  %.03244.unr = phi i32 [ %8, %.lr.ph ], [ %.133.1, %41 ]
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.unr-lcssa
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %.not40.epil = icmp slt i64 %indvars.iv58, %44
  br i1 %.not40.epil, label %._crit_edge, label %45

45:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %46 = sub nsw i32 %17, %43
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %6, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  %51 = icmp slt i32 %50, %.03244.unr
  %spec.select.epil = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %50, i32 %.03244.unr)
  %52 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.unr to i32
  %spec.select41.epil = select i1 %51, i32 %52, i32 %.145.unr
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.epil.preheader, %45, %._crit_edge.unr-lcssa
  %.133.lcssa = phi i32 [ %.133.lcssa.ph, %._crit_edge.unr-lcssa ], [ %.03244.unr, %.epil.preheader ], [ %spec.select.epil, %45 ]
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.2.lcssa.ph, %._crit_edge.unr-lcssa ], [ %.145.unr, %.epil.preheader ], [ %spec.select41.epil, %45 ]
  store i32 %.133.lcssa, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %indvars.iv58
  store i32 %.2.lcssa, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next59 = add nuw nsw i64 %indvars.iv58, 1
  %exitcond62.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next59, %5
  br i1 %exitcond62.not, label %.lr.ph54.preheader, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

.lr.ph54.preheader:                               ; preds = %._crit_edge, %.preheader.thread
  br label %.lr.ph54

.lr.ph54:                                         ; preds = %.lr.ph54.preheader, %.lr.ph54
  %.053 = phi i32 [ %62, %.lr.ph54 ], [ %1, %.lr.ph54.preheader ]
  %54 = zext nneg i32 %.053 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str, i32 noundef %59)
  %61 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %62 = sub nsw i32 %.053, %61
  %63 = icmp sgt i32 %62, 0
  br i1 %63, label %.lr.ph54, label %._crit_edge55, !llvm.loop !12

._crit_edge55:                                    ; preds = %.lr.ph54, %3
  %64 = sext i32 %1 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %6, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  ret i32 %66
}

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #3

attributes #0 = { mustprogress nofree 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 = { 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 #2 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #3 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }

!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"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


; Effective O3 passes: DSEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass