; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C/ds (bellman_ford)

; 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 @Bellman_Ford(i32 noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %12

12:                                               ; preds = %128, %4
  %13 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp slt i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %131

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %20 = mul nsw i32 %18, %19
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %17, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %29 = add nsw i32 %28, 1
  %30 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %31 = mul nsw i32 %29, %30
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %35
  store i32 %26, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %37

37:                                               ; preds = %124, %16
  %38 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %40 = icmp slt i32 %38, %39
  br i1 %40, label %41, label %127

41:                                               ; preds = %37
  %42 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %44 = add nsw i32 %43, 1
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %46 = mul nsw i32 %44, %45
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %42, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %54 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %56 = mul nsw i32 %54, %55
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %53, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds i32, ptr %58, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  %63 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %64 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %65 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %70 = mul nsw i32 %68, %69
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %71
  %73 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %74 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %73, i64 %75
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !5
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !5
  %81 = add nsw i32 %62, %80
  %82 = icmp sgt i32 %52, %81
  br i1 %82, label %83, label %123

83:                                               ; preds = %41
  %84 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %85 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %87 = mul nsw i32 %85, %86
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds i32, ptr %84, i64 %88
  %90 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds i32, ptr %89, i64 %91
  %93 = load i32, ptr %92, align 4, !tbaa !5
  %94 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %95 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %96 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = getelementptr inbounds i32, ptr %95, i64 %97
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !5
  %100 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %101 = mul nsw i32 %99, %100
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %102
  %104 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %105 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds i32, ptr %104, i64 %106
  %108 = load i32, ptr %107, align 4, !tbaa !5
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds i32, ptr %103, i64 %109
  %111 = load i32, ptr %110, align 4, !tbaa !5
  %112 = add nsw i32 %93, %111
  %113 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %114 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %115 = add nsw i32 %114, 1
  %116 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %117 = mul nsw i32 %115, %116
  %118 = sext i32 %117 to i64
  %119 = getelementptr inbounds i32, ptr %113, i64 %118
  %120 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %121 = sext i32 %120 to i64
  %122 = getelementptr inbounds i32, ptr %119, i64 %121
  store i32 %112, ptr %122, align 4, !tbaa !5
  br label %123

123:                                              ; preds = %83, %41
  br label %124

124:                                              ; preds = %123
  %125 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %126 = add nsw i32 %125, 1
  store i32 %126, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %37, !llvm.loop !11

127:                                              ; preds = %37
  br label %128

128:                                              ; preds = %127
  %129 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %130 = add nsw i32 %129, 1
  store i32 %130, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %12, !llvm.loop !13

131:                                              ; preds = %12
  %132 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %133 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %134 = icmp slt i32 %132, %133
  br i1 %134, label %135, label %142

135:                                              ; preds = %131
  %136 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %137 = add nsw i32 %136, 1
  %138 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %139 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %140 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %141 = call i32 @Bellman_Ford(i32 noundef %137, ptr noundef %138, ptr noundef %139, i32 noundef %140)
  br label %142

142:                                              ; preds = %135, %131
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %143 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %143
}

; 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 = { 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/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}


; 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(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local i32 @Bellman_Ford(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = icmp sgt i32 %3, 0
  br i1 %5, label %tailrecurse.us.preheader, label %.split61.us

tailrecurse.us.preheader:                         ; preds = %4
  %6 = sext i32 %0 to i64
  %7 = zext nneg i32 %3 to i64
  %smax = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %3, i32 %0)
  %wide.trip.count76 = zext nneg i32 %smax to i64
  %wide.trip.count72 = zext nneg i32 %3 to i64
  %xtraiter = and i64 %7, 1
  %8 = icmp eq i32 %3, 1
  %unroll_iter = and i64 %7, 2147483646
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br label %tailrecurse.us

tailrecurse.us:                                   ; preds = %._crit_edge59.split.us.us, %tailrecurse.us.preheader
  %indvars.iv74 = phi i64 [ %6, %tailrecurse.us.preheader ], [ %indvars.iv.next75, %._crit_edge59.split.us.us ]
  %9 = mul nsw i64 %indvars.iv74, %7
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %9
  %indvars.iv.next75 = add nsw i64 %indvars.iv74, 1
  %11 = mul nsw i64 %indvars.iv.next75, %7
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %11
  br label %.lr.ph.us.us

.lr.ph.us.us:                                     ; preds = %._crit_edge.us.us, %tailrecurse.us
  %indvars.iv69 = phi i64 [ %indvars.iv.next70, %._crit_edge.us.us ], [ 0, %tailrecurse.us ]
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv69
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %12, i64 %indvars.iv69
  store i32 %14, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv69
  br i1 %8, label %._crit_edge.us.us.unr-lcssa, label %.lr.ph.us.us.new

.lr.ph.us.us.new:                                 ; preds = %.lr.ph.us.us, %48
  %17 = phi i32 [ %49, %48 ], [ %14, %.lr.ph.us.us ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %48 ], [ 0, %.lr.ph.us.us ]
  %niter = phi i64 [ %niter.next.1, %48 ], [ 0, %.lr.ph.us.us ]
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = mul nsw i32 %21, %3
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = add nsw i32 %28, %19
  %30 = icmp sgt i32 %17, %29
  br i1 %30, label %31, label %32

31:                                               ; preds = %.lr.ph.us.us.new
  store i32 %29, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %31, %.lr.ph.us.us.new
  %33 = phi i32 [ %29, %31 ], [ %17, %.lr.ph.us.us.new ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv.next
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv.next
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = mul nsw i32 %37, %3
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = add nsw i32 %44, %35
  %46 = icmp sgt i32 %33, %45
  br i1 %46, label %47, label %48

47:                                               ; preds = %32
  store i32 %45, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %48

48:                                               ; preds = %47, %32
  %49 = phi i32 [ %45, %47 ], [ %33, %32 ]
  %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.us.us.unr-lcssa, label %.lr.ph.us.us.new, !llvm.loop !9

._crit_edge.us.us.unr-lcssa:                      ; preds = %48, %.lr.ph.us.us
  %.unr = phi i32 [ %14, %.lr.ph.us.us ], [ %49, %48 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.us.us ], [ %indvars.iv.next.1, %48 ]
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge.us.us, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.us.us.unr-lcssa
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv.unr
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv.unr
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %54 = mul nsw i32 %53, %3
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %60, %51
  %62 = icmp sgt i32 %.unr, %61
  br i1 %62, label %63, label %._crit_edge.us.us

63:                                               ; preds = %.epil.preheader
  store i32 %61, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge.us.us

._crit_edge.us.us:                                ; preds = %.epil.preheader, %63, %._crit_edge.us.us.unr-lcssa
  %indvars.iv.next70 = add nuw nsw i64 %indvars.iv69, 1
  %exitcond73.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next70, %wide.trip.count72
  br i1 %exitcond73.not, label %._crit_edge59.split.us.us, label %.lr.ph.us.us, !llvm.loop !11

._crit_edge59.split.us.us:                        ; preds = %._crit_edge.us.us
  %exitcond77.not = icmp eq i64 %indvars.iv74, %wide.trip.count76
  br i1 %exitcond77.not, label %.split61.us, label %tailrecurse.us

.split61.us:                                      ; preds = %._crit_edge59.split.us.us, %4
  ret i32 undef
}

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

attributes #0 = { 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" }
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"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; Effective O3 passes: ADCEPass,BDCEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass