; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C-Plus-Plus/cp/robot_paths.ll (Z7numWaysiiPA10_i)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z7numWaysiiPA10_i(i32 noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %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 %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %13 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %14 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %13, i64 0
  %15 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %14, i64 0, i64 0
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp eq i32 %16, -1
  br i1 %17, label %18, label %19

18:                                               ; preds = %3
  store i32 0, ptr %4, align 4
  br label %183

19:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %20

20:                                               ; preds = %40, %19
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp slt i32 %21, %22
  br i1 %23, label %25, label %24

24:                                               ; preds = %20
  store i32 2, ptr %9, align 4
  br label %43

25:                                               ; preds = %20
  %26 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %27 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %26, i64 0
  %28 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %27, i64 0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp eq i32 %31, -1
  br i1 %32, label %33, label %34

33:                                               ; preds = %25
  store i32 2, ptr %9, align 4
  br label %43

34:                                               ; preds = %25
  %35 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %36 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %35, i64 0
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %36, i64 0, i64 %38
  store i32 1, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  br label %40

40:                                               ; preds = %34
  %41 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  store i32 %42, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %20, !llvm.loop !11

43:                                               ; preds = %33, %24
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %44

44:                                               ; preds = %43
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %45

45:                                               ; preds = %65, %44
  %46 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp slt i32 %46, %47
  br i1 %48, label %50, label %49

49:                                               ; preds = %45
  store i32 5, ptr %9, align 4
  br label %68

50:                                               ; preds = %45
  %51 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %51, i64 %53
  %55 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %54, i64 0, i64 0
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = icmp eq i32 %56, -1
  br i1 %57, label %58, label %59

58:                                               ; preds = %50
  store i32 5, ptr %9, align 4
  br label %68

59:                                               ; preds = %50
  %60 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %61 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %60, i64 %62
  %64 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %63, i64 0, i64 0
  store i32 1, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  br label %65

65:                                               ; preds = %59
  %66 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  store i32 %67, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %45, !llvm.loop !13

68:                                               ; preds = %58, %49
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %69

69:                                               ; preds = %68
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %70

70:                                               ; preds = %169, %69
  %71 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %73 = icmp slt i32 %71, %72
  br i1 %73, label %75, label %74

74:                                               ; preds = %70
  store i32 8, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %172

75:                                               ; preds = %70
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  store i32 1, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %76

76:                                               ; preds = %165, %75
  %77 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %79 = icmp slt i32 %77, %78
  br i1 %79, label %81, label %80

80:                                               ; preds = %76
  store i32 11, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %168

81:                                               ; preds = %76
  %82 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %83 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %82, i64 %84
  %86 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %85, i64 0, i64 %87
  %89 = load i32, ptr %88, align 4, !tbaa !5
  %90 = icmp eq i32 %89, -1
  br i1 %90, label %91, label %92

91:                                               ; preds = %81
  br label %165

92:                                               ; preds = %81
  %93 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %94 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %93, i64 %95
  %97 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %96, i64 0, i64 %98
  store i32 0, ptr %99, align 4, !tbaa !5
  %100 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %101 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %100, i64 %102
  %104 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %105 = sub nsw i32 %104, 1
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %103, i64 0, i64 %106
  %108 = load i32, ptr %107, align 4, !tbaa !5
  %109 = icmp ne i32 %108, -1
  br i1 %109, label %110, label %127

110:                                              ; preds = %92
  %111 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %113 = sext i32 %112 to i64
  %114 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %111, i64 %113
  %115 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %116 = sub nsw i32 %115, 1
  %117 = sext i32 %116 to i64
  %118 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %114, i64 0, i64 %117
  %119 = load i32, ptr %118, align 4, !tbaa !5
  %120 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %121 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %122 = sext i32 %121 to i64
  %123 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %120, i64 %122
  %124 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %125 = sext i32 %124 to i64
  %126 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %123, i64 0, i64 %125
  store i32 %119, ptr %126, align 4, !tbaa !5
  br label %127

127:                                              ; preds = %110, %92
  %128 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %129 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %130 = sub nsw i32 %129, 1
  %131 = sext i32 %130 to i64
  %132 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %128, i64 %131
  %133 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %134 = sext i32 %133 to i64
  %135 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %132, i64 0, i64 %134
  %136 = load i32, ptr %135, align 4, !tbaa !5
  %137 = icmp ne i32 %136, -1
  br i1 %137, label %138, label %164

138:                                              ; preds = %127
  %139 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %140 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %141 = sext i32 %140 to i64
  %142 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %139, i64 %141
  %143 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %144 = sext i32 %143 to i64
  %145 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %142, i64 0, i64 %144
  %146 = load i32, ptr %145, align 4, !tbaa !5
  %147 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %148 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %149 = sub nsw i32 %148, 1
  %150 = sext i32 %149 to i64
  %151 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %147, i64 %150
  %152 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %153 = sext i32 %152 to i64
  %154 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %151, i64 0, i64 %153
  %155 = load i32, ptr %154, align 4, !tbaa !5
  %156 = add nsw i32 %146, %155
  %157 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %158 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %159 = sext i32 %158 to i64
  %160 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %157, i64 %159
  %161 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %162 = sext i32 %161 to i64
  %163 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %160, i64 0, i64 %162
  store i32 %156, ptr %163, align 4, !tbaa !5
  br label %164

164:                                              ; preds = %138, %127
  br label %165

165:                                              ; preds = %164, %91
  %166 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %167 = add nsw i32 %166, 1
  store i32 %167, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %76, !llvm.loop !14

168:                                              ; preds = %80
  br label %169

169:                                              ; preds = %168
  %170 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %171 = add nsw i32 %170, 1
  store i32 %171, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %70, !llvm.loop !15

172:                                              ; preds = %74
  %173 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %174 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %175 = sub nsw i32 %174, 1
  %176 = sext i32 %175 to i64
  %177 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %173, i64 %176
  %178 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %179 = sub nsw i32 %178, 1
  %180 = sext i32 %179 to i64
  %181 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %177, i64 0, i64 %180
  %182 = load i32, ptr %181, align 4, !tbaa !5
  store i32 %182, ptr %4, align 4
  br label %183

183:                                              ; preds = %172, %18
  %184 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %184
}

; 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

attributes #0 = { mustprogress 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 = { 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z7numWaysiiPA10_i(i32 noundef %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp eq i32 %4, -1
  br i1 %5, label %37, label %.preheader59

.preheader59:                                     ; preds = %3
  %6 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %6, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader59
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %10
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %10 ]
  %7 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %2, i64 0, i64 %indvars.iv
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp eq i32 %8, -1
  br i1 %9, label %._crit_edge, label %10

10:                                               ; preds = %.lr.ph
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %10, %.lr.ph, %.preheader59
  %11 = icmp sgt i32 %0, 0
  br i1 %11, label %.lr.ph64.preheader, label %._crit_edge71

.lr.ph64.preheader:                               ; preds = %._crit_edge
  %wide.trip.count77 = zext nneg i32 %0 to i64
  br label %.lr.ph64

.lr.ph64:                                         ; preds = %.lr.ph64.preheader, %15
  %indvars.iv74 = phi i64 [ 0, %.lr.ph64.preheader ], [ %indvars.iv.next75, %15 ]
  %12 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %2, i64 %indvars.iv74
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp eq i32 %13, -1
  br i1 %14, label %._crit_edge65, label %15

15:                                               ; preds = %.lr.ph64
  store i32 1, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next75 = add nuw nsw i64 %indvars.iv74, 1
  %exitcond78.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next75, %wide.trip.count77
  br i1 %exitcond78.not, label %._crit_edge65, label %.lr.ph64, !llvm.loop !11

._crit_edge65:                                    ; preds = %15, %.lr.ph64
  %.not = icmp eq i32 %0, 1
  br i1 %.not, label %._crit_edge71, label %.preheader.lr.ph

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %._crit_edge65
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %2, i64 -40
  %16 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %16, label %.preheader.us.preheader, label %._crit_edge71

.preheader.us.preheader:                          ; preds = %.preheader.lr.ph
  %wide.trip.count87 = zext nneg i32 %0 to i64
  %wide.trip.count82 = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.us.preheader, %._crit_edge69.us
  %indvars.iv84 = phi i64 [ 1, %.preheader.us.preheader ], [ %indvars.iv.next85, %._crit_edge69.us ]
  br label %17

17:                                               ; preds = %.preheader.us, %29
  %indvars.iv79 = phi i64 [ 1, %.preheader.us ], [ %indvars.iv.next80, %29 ]
  %18 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %2, i64 %indvars.iv84, i64 %indvars.iv79
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp eq i32 %19, -1
  br i1 %20, label %29, label %21

21:                                               ; preds = %17
  %22 = add nsw i64 %indvars.iv79, -1
  %23 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %2, i64 %indvars.iv84, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %.not.us = icmp eq i32 %24, -1
  %spec.store.select.us = select i1 %.not.us, i32 0, i32 %24
  store i32 %spec.store.select.us, ptr %18, align 4
  %25 = getelementptr nusw [10 x i32], ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv84, i64 %indvars.iv79
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %.not58.us = icmp eq i32 %26, -1
  br i1 %.not58.us, label %29, label %27

27:                                               ; preds = %21
  %28 = add nsw i32 %spec.store.select.us, %26
  store i32 %28, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  br label %29

29:                                               ; preds = %27, %21, %17
  %indvars.iv.next80 = add nuw nsw i64 %indvars.iv79, 1
  %exitcond83.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next80, %wide.trip.count82
  br i1 %exitcond83.not, label %._crit_edge69.us, label %17, !llvm.loop !12

._crit_edge69.us:                                 ; preds = %29
  %indvars.iv.next85 = add nuw nsw i64 %indvars.iv84, 1
  %exitcond88.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next85, %wide.trip.count87
  br i1 %exitcond88.not, label %._crit_edge71, label %.preheader.us, !llvm.loop !13

._crit_edge71:                                    ; preds = %._crit_edge69.us, %._crit_edge, %.preheader.lr.ph, %._crit_edge65
  %30 = sext i32 %0 to i64
  %31 = getelementptr [10 x i32], ptr %2, i64 %30
  %32 = getelementptr i8, ptr %31, i64 -40
  %33 = add nsw i32 %1, -1
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %32, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  br label %37

37:                                               ; preds = %3, %._crit_edge71
  %.054 = phi i32 [ %36, %._crit_edge71 ], [ 0, %3 ]
  ret i32 %.054
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) 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 = !{!"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}
!13 = distinct !{!13, !10}


; Effective O3 passes: DSEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass