; LLVM IR from Hunterdii/GeeksforGeeks-POTD :: March 2024 GFG SOLUTION (March-01)

; 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [3 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [3 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @peakElement(ptr noundef, i32 noundef) #0

; 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 nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i8, align 1
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #4
  %10 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %2)
  br label %11

11:                                               ; preds = %122, %0
  %12 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %13 = add nsw i32 %12, -1
  store i32 %13, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp ne i32 %12, 0
  br i1 %14, label %15, label %124

15:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #4
  %16 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %3)
  %17 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %18 = zext i32 %17 to i64
  %19 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %19, ptr %4, align 8
  %20 = alloca i32, i64 %18, align 16
  store i64 %18, ptr %5, align 8
  %21 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %22 = zext i32 %21 to i64
  %23 = alloca i32, i64 %22, align 16
  store i64 %22, ptr %6, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #4
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %24

24:                                               ; preds = %41, %15
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %27 = icmp slt i32 %25, %26
  br i1 %27, label %29, label %28

28:                                               ; preds = %24
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #4
  br label %44

29:                                               ; preds = %24
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %31
  %33 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %32)
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %39
  store i32 %37, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  br label %41

41:                                               ; preds = %29
  %42 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %42, 1
  store i32 %43, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %24, !llvm.loop !9

44:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %8) #4
  store i8 0, ptr %8, align 1, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #4
  %45 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %46 = call i32 @peakElement(ptr noundef %23, i32 noundef %45)
  store i32 %46, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp slt i32 %47, 0
  br i1 %48, label %49, label %55

49:                                               ; preds = %44
  %50 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %52 = icmp sge i32 %50, %51
  br i1 %52, label %53, label %55

53:                                               ; preds = %49
  %54 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1)
  br label %122

55:                                               ; preds = %49, %44
  %56 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %57 = icmp eq i32 %56, 1
  br i1 %57, label %58, label %62

58:                                               ; preds = %55
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %60 = icmp eq i32 %59, 0
  br i1 %60, label %61, label %62

61:                                               ; preds = %58
  store i8 1, ptr %8, align 1, !tbaa !11
  br label %117

62:                                               ; preds = %58, %55
  %63 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %64 = icmp eq i32 %63, 0
  br i1 %64, label %65, label %72

65:                                               ; preds = %62
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 0
  %67 = load i32, ptr %66, align 16, !tbaa !5
  %68 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 1
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %70 = icmp sge i32 %67, %69
  br i1 %70, label %71, label %72

71:                                               ; preds = %65
  store i8 1, ptr %8, align 1, !tbaa !11
  br label %116

72:                                               ; preds = %65, %62
  %73 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %75 = sub nsw i32 %74, 1
  %76 = icmp eq i32 %73, %75
  br i1 %76, label %77, label %90

77:                                               ; preds = %72
  %78 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %79 = sub nsw i32 %78, 1
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %84 = sub nsw i32 %83, 2
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %85
  %87 = load i32, ptr %86, align 4, !tbaa !5
  %88 = icmp sge i32 %82, %87
  br i1 %88, label %89, label %90

89:                                               ; preds = %77
  store i8 1, ptr %8, align 1, !tbaa !11
  br label %115

90:                                               ; preds = %77, %72
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %92
  %94 = load i32, ptr %93, align 4, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %96 = add nsw i32 %95, 1
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %97
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !5
  %100 = icmp sge i32 %94, %99
  br i1 %100, label %101, label %113

101:                                              ; preds = %90
  %102 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %103
  %105 = load i32, ptr %104, align 4, !tbaa !5
  %106 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %107 = sub nsw i32 %106, 1
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %108
  %110 = load i32, ptr %109, align 4, !tbaa !5
  %111 = icmp sge i32 %105, %110
  br i1 %111, label %112, label %113

112:                                              ; preds = %101
  store i8 1, ptr %8, align 1, !tbaa !11
  br label %114

113:                                              ; preds = %101, %90
  store i8 0, ptr %8, align 1, !tbaa !11
  br label %114

114:                                              ; preds = %113, %112
  br label %115

115:                                              ; preds = %114, %89
  br label %116

116:                                              ; preds = %115, %71
  br label %117

117:                                              ; preds = %116, %61
  %118 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %119 = trunc i8 %118 to i1
  %120 = zext i1 %119 to i32
  %121 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.2, i32 noundef %120)
  br label %122

122:                                              ; preds = %117, %53
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %8) #4
  %123 = load ptr, ptr %4, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %123)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #4
  br label %11, !llvm.loop !15

124:                                              ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #4
  ret i32 0
}

declare i32 @__isoc99_scanf(ptr noundef, ...) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #3

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #3

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 = { "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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!13 = !{i8 0, i8 2}
!14 = !{}
!15 = distinct !{!15, !10}


; 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [3 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [3 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @peakElement(ptr noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; 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 nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr nonnull %1) #4
  %3 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %1)
  %4 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %5 = add nsw i32 %4, -1
  store i32 %5, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %.not28 = icmp eq i32 %4, 0
  br i1 %.not28, label %._crit_edge31, label %.lr.ph30

.lr.ph30:                                         ; preds = %0, %55
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr nonnull %2) #4
  %6 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %2)
  %7 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %8 = zext i32 %7 to i64
  %9 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  %10 = alloca i32, i64 %8, align 16
  %11 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %12 = zext i32 %11 to i64
  %13 = alloca i32, i64 %12, align 16
  %14 = icmp sgt i32 %11, 0
  br i1 %14, label %.lr.ph, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph30
  %.lcssa = phi i32 [ %11, %.lr.ph30 ], [ %22, %.lr.ph ]
  %15 = call i32 @peakElement(ptr noundef nonnull %13, i32 noundef %.lcssa)
  %16 = icmp sgt i32 %15, -1
  %17 = load i32, ptr %2, align 4
  %.not21 = icmp slt i32 %15, %17
  %or.cond26 = select i1 %16, i1 true, i1 %.not21
  br i1 %or.cond26, label %27, label %25

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph30, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ 0, %.lr.ph30 ]
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv
  %19 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %18)
  %20 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %indvars.iv
  store i32 %20, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %22 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %23
  br i1 %24, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

25:                                               ; preds = %._crit_edge
  %26 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1)
  br label %55

27:                                               ; preds = %._crit_edge
  %28 = icmp eq i32 %17, 1
  %29 = icmp eq i32 %15, 0
  %or.cond = and i1 %29, %28
  br i1 %or.cond, label %53, label %30

30:                                               ; preds = %27
  br i1 %29, label %31, label %35

31:                                               ; preds = %30
  %32 = load i32, ptr %10, align 16, !tbaa !5
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 4
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  %.not22 = icmp slt i32 %32, %34
  br i1 %.not22, label %35, label %53

35:                                               ; preds = %31, %30
  %36 = add nsw i32 %17, -1
  %37 = icmp eq i32 %15, %36
  %38 = sext i32 %15 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %38
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  br i1 %37, label %41, label %._crit_edge34

41:                                               ; preds = %35
  %42 = sext i32 %17 to i64
  %43 = getelementptr i32, ptr %10, i64 %42
  %44 = getelementptr i8, ptr %43, i64 -8
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %.not23 = icmp slt i32 %40, %45
  br i1 %.not23, label %._crit_edge34, label %53

._crit_edge34:                                    ; preds = %35, %41
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %38
  %47 = getelementptr i8, ptr %46, i64 4
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %.not24 = icmp slt i32 %40, %48
  br i1 %.not24, label %52, label %49

49:                                               ; preds = %._crit_edge34
  %50 = getelementptr i8, ptr %46, i64 -4
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %.not25 = icmp slt i32 %40, %51
  br i1 %.not25, label %52, label %53

52:                                               ; preds = %49, %._crit_edge34
  br label %53

53:                                               ; preds = %49, %41, %31, %27, %52
  %.016 = phi i32 [ 0, %52 ], [ 1, %27 ], [ 1, %31 ], [ 1, %41 ], [ 1, %49 ]
  %54 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.2, i32 noundef %.016)
  br label %55

55:                                               ; preds = %53, %25
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %9)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr nonnull %2) #4
  %56 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %57 = add nsw i32 %56, -1
  store i32 %57, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %56, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge31, label %.lr.ph30, !llvm.loop !11

._crit_edge31:                                    ; preds = %55, %0
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr nonnull %1) #4
  ret i32 0
}

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @__isoc99_scanf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #3

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #3

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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { 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 #3 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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