; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C/other (ugly_number)

; 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 @get_ugly_no(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %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
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %14 = zext i32 %13 to i64
  %15 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %15, ptr %3, align 8
  %16 = alloca i32, i64 %14, align 16
  store i64 %14, ptr %4, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 3, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 5, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 0
  store i32 1, ptr %17, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  store i32 1, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %18

18:                                               ; preds = %89, %1
  %19 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp slt i32 %19, %20
  br i1 %21, label %23, label %22

22:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  br label %92

23:                                               ; preds = %18
  %24 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %27 = icmp slt i32 %25, %26
  br i1 %27, label %28, label %30

28:                                               ; preds = %23
  %29 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %32

30:                                               ; preds = %23
  %31 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %30, %28
  %33 = phi i32 [ %29, %28 ], [ %31, %30 ]
  %34 = icmp slt i32 %24, %33
  br i1 %34, label %35, label %37

35:                                               ; preds = %32
  %36 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %47

37:                                               ; preds = %32
  %38 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %40 = icmp slt i32 %38, %39
  br i1 %40, label %41, label %43

41:                                               ; preds = %37
  %42 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %45

43:                                               ; preds = %37
  %44 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %45

45:                                               ; preds = %43, %41
  %46 = phi i32 [ %42, %41 ], [ %44, %43 ]
  br label %47

47:                                               ; preds = %45, %35
  %48 = phi i32 [ %36, %35 ], [ %46, %45 ]
  store i32 %48, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %51
  store i32 %49, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %55 = icmp eq i32 %53, %54
  br i1 %55, label %56, label %64

56:                                               ; preds = %47
  %57 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  store i32 %58, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  %63 = mul nsw i32 %62, 2
  store i32 %63, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %64

64:                                               ; preds = %56, %47
  %65 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %67 = icmp eq i32 %65, %66
  br i1 %67, label %68, label %76

68:                                               ; preds = %64
  %69 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %70 = add nsw i32 %69, 1
  store i32 %70, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %72
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  %75 = mul nsw i32 %74, 3
  store i32 %75, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %76

76:                                               ; preds = %68, %64
  %77 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %79 = icmp eq i32 %77, %78
  br i1 %79, label %80, label %88

80:                                               ; preds = %76
  %81 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %82 = add nsw i32 %81, 1
  store i32 %82, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %84
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !5
  %87 = mul nsw i32 %86, 5
  store i32 %87, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %88

88:                                               ; preds = %80, %76
  br label %89

89:                                               ; preds = %88
  %90 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %91 = add nsw i32 %90, 1
  store i32 %91, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %18, !llvm.loop !9

92:                                               ; preds = %22
  %93 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  %94 = load ptr, ptr %3, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %94)
  ret i32 %93
}

; 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

; 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 = { 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 }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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.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: nofree norecurse nosync nounwind memory(none) uwtable
define dso_local i32 @get_ugly_no(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = zext i32 %0 to i64
  %3 = alloca i32, i64 %2, align 16
  store i32 1, ptr %3, align 16, !tbaa !5
  %4 = icmp sgt i32 %0, 1
  br i1 %4, label %.lr.ph, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %29, %1
  %.029.lcssa = phi i32 [ 1, %1 ], [ %.033., %29 ]
  ret i32 %.029.lcssa

.lr.ph:                                           ; preds = %1, %29
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %29 ], [ 1, %1 ]
  %.03047 = phi i32 [ %.1, %29 ], [ 5, %1 ]
  %.03146 = phi i32 [ %.132, %29 ], [ 3, %1 ]
  %.03345 = phi i32 [ %.134, %29 ], [ 2, %1 ]
  %.03544 = phi i32 [ %.136, %29 ], [ 0, %1 ]
  %.03743 = phi i32 [ %.138, %29 ], [ 0, %1 ]
  %.03942 = phi i32 [ %.140, %29 ], [ 0, %1 ]
  %5 = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %.03146, i32 %.03047)
  %.033. = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %.03345, i32 %5)
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %indvars.iv
  store i32 %.033., ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp sgt i32 %.03345, %5
  br i1 %.not, label %13, label %7

7:                                                ; preds = %.lr.ph
  %8 = add nsw i32 %.03942, 1
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = shl nsw i32 %11, 1
  br label %13

13:                                               ; preds = %7, %.lr.ph
  %.140 = phi i32 [ %8, %7 ], [ %.03942, %.lr.ph ]
  %.134 = phi i32 [ %12, %7 ], [ %.03345, %.lr.ph ]
  %14 = icmp eq i32 %.033., %.03146
  br i1 %14, label %15, label %21

15:                                               ; preds = %13
  %16 = add nsw i32 %.03743, 1
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = mul nsw i32 %19, 3
  br label %21

21:                                               ; preds = %15, %13
  %.138 = phi i32 [ %16, %15 ], [ %.03743, %13 ]
  %.132 = phi i32 [ %20, %15 ], [ %.03146, %13 ]
  %22 = icmp eq i32 %.033., %.03047
  br i1 %22, label %23, label %29

23:                                               ; preds = %21
  %24 = add nsw i32 %.03544, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = mul nsw i32 %27, 5
  br label %29

29:                                               ; preds = %21, %23
  %.136 = phi i32 [ %24, %23 ], [ %.03544, %21 ]
  %.1 = phi i32 [ %28, %23 ], [ %.03047, %21 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %2
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #1

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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"}


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