; LLVM IR from Hunterdii/GeeksforGeeks-POTD :: April 2025 GFG SOLUTION (April-26)

; 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"

%struct.Node = type { i32, ptr, ptr }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @p(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
  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
  %7 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %8 = icmp ne ptr %7, null
  br i1 %8, label %9, label %65

9:                                                ; preds = %3
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %11 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %12 = icmp slt i32 %10, %11
  br i1 %12, label %13, label %63

13:                                               ; preds = %9
  %14 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %14, i32 0, i32 1
  %16 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !11
  %17 = icmp ne ptr %16, null
  br i1 %17, label %18, label %28

18:                                               ; preds = %13
  %19 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %20 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %19, i32 0, i32 0
  %21 = load i32, ptr %20, align 8, !tbaa !13
  %22 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %22, i32 0, i32 1
  %24 = load ptr, ptr %23, align 8, !tbaa !11
  %25 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %24, i32 0, i32 0
  %26 = load i32, ptr %25, align 8, !tbaa !13
  %27 = icmp sge i32 %21, %26
  br i1 %27, label %28, label %63

28:                                               ; preds = %18, %13
  %29 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %29, i32 0, i32 2
  %31 = load ptr, ptr %30, align 8, !tbaa !14
  %32 = icmp ne ptr %31, null
  br i1 %32, label %33, label %43

33:                                               ; preds = %28
  %34 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %34, i32 0, i32 0
  %36 = load i32, ptr %35, align 8, !tbaa !13
  %37 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %38 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %37, i32 0, i32 2
  %39 = load ptr, ptr %38, align 8, !tbaa !14
  %40 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %39, i32 0, i32 0
  %41 = load i32, ptr %40, align 8, !tbaa !13
  %42 = icmp sge i32 %36, %41
  br i1 %42, label %43, label %63

43:                                               ; preds = %33, %28
  %44 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %45 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %44, i32 0, i32 1
  %46 = load ptr, ptr %45, align 8, !tbaa !11
  %47 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %48 = mul nsw i32 2, %47
  %49 = add nsw i32 %48, 1
  %50 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %51 = call i32 @p(ptr noundef %46, i32 noundef %49, i32 noundef %50)
  %52 = icmp ne i32 %51, 0
  br i1 %52, label %53, label %63

53:                                               ; preds = %43
  %54 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %55 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %54, i32 0, i32 2
  %56 = load ptr, ptr %55, align 8, !tbaa !14
  %57 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %58 = mul nsw i32 2, %57
  %59 = add nsw i32 %58, 2
  %60 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %61 = call i32 @p(ptr noundef %56, i32 noundef %59, i32 noundef %60)
  %62 = icmp ne i32 %61, 0
  br label %63

63:                                               ; preds = %53, %43, %33, %18, %9
  %64 = phi i1 [ false, %43 ], [ false, %33 ], [ false, %18 ], [ false, %9 ], [ %62, %53 ]
  br label %65

65:                                               ; preds = %63, %3
  %66 = phi i1 [ true, %3 ], [ %64, %63 ]
  %67 = zext i1 %66 to i32
  ret i32 %67
}

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" }

!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 = !{!12, !6, i64 8}
!12 = !{!"Node", !10, i64 0, !6, i64 8, !6, i64 16}
!13 = !{!12, !10, i64 0}
!14 = !{!12, !6, i64 16}


; 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 nosync nounwind memory(read, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local range(i32 0, 2) i32 @p(ptr noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %.not25 = icmp eq ptr %0, null
  br i1 %.not25, label %._crit_edge, label %.lr.ph

tailrecurse:                                      ; preds = %18
  %4 = add nsw i32 %19, 2
  br i1 %.not20, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %3, %tailrecurse
  %.tr2327 = phi i32 [ %4, %tailrecurse ], [ %1, %3 ]
  %.tr26 = phi ptr [ %14, %tailrecurse ], [ %0, %3 ]
  %5 = icmp slt i32 %.tr2327, %2
  br i1 %5, label %6, label %._crit_edge

6:                                                ; preds = %.lr.ph
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %.tr26, i64 8
  %8 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %.not18 = icmp eq ptr %8, null
  br i1 %.not18, label %12, label %9

9:                                                ; preds = %6
  %10 = load i32, ptr %.tr26, align 8, !tbaa !11
  %11 = load i32, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %.not19 = icmp slt i32 %10, %11
  br i1 %.not19, label %._crit_edge, label %12

12:                                               ; preds = %9, %6
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %.tr26, i64 16
  %14 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !12
  %.not20 = icmp eq ptr %14, null
  br i1 %.not20, label %18, label %15

15:                                               ; preds = %12
  %16 = load i32, ptr %.tr26, align 8, !tbaa !11
  %17 = load i32, ptr %14, align 8, !tbaa !11
  %.not21 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %.not21, label %._crit_edge, label %18

18:                                               ; preds = %15, %12
  %19 = shl nsw i32 %.tr2327, 1
  %20 = or disjoint i32 %19, 1
  %21 = tail call i32 @p(ptr noundef %8, i32 noundef %20, i32 noundef %2)
  %.not22 = icmp eq i32 %21, 0
  br i1 %.not22, label %._crit_edge, label %tailrecurse

._crit_edge:                                      ; preds = %tailrecurse, %18, %15, %9, %.lr.ph, %3
  %22 = phi i32 [ 1, %3 ], [ 0, %.lr.ph ], [ 0, %9 ], [ 0, %15 ], [ 0, %18 ], [ 1, %tailrecurse ]
  ret i32 %22
}

attributes #0 = { nofree nosync nounwind memory(read, inaccessiblemem: 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, !10, i64 8}
!6 = !{!"Node", !7, i64 0, !10, i64 8, !10, i64 16}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !7, i64 0}
!12 = !{!6, !10, i64 16}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass