; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C/dp (Fibonacci)

; 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"

@f = external dso_local global [1000 x i32], align 16

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @fibonacci(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %4 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp sle i32 %4, 1
  br i1 %5, label %6, label %12

6:                                                ; preds = %1
  %7 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %8 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %9
  store i32 %7, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %11, ptr %2, align 4
  br label %54

12:                                               ; preds = %1
  %13 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %14 = sub nsw i32 %13, 2
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp eq i32 %17, -1
  br i1 %18, label %19, label %27

19:                                               ; preds = %12
  %20 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %21 = sub nsw i32 %20, 2
  %22 = call i32 @fibonacci(i32 noundef %21)
  %23 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %24 = sub nsw i32 %23, 2
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %25
  store i32 %22, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %19, %12
  %28 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %29 = sub nsw i32 %28, 1
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp eq i32 %32, -1
  br i1 %33, label %34, label %42

34:                                               ; preds = %27
  %35 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %36 = sub nsw i32 %35, 1
  %37 = call i32 @fibonacci(i32 noundef %36)
  %38 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %39 = sub nsw i32 %38, 1
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %40
  store i32 %37, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  br label %42

42:                                               ; preds = %34, %27
  %43 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %44 = sub nsw i32 %43, 1
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %49 = sub nsw i32 %48, 2
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nsw i32 %47, %52
  store i32 %53, ptr %2, align 4
  br label %54

54:                                               ; preds = %42, %6
  %55 = load i32, ptr %2, align 4
  ret i32 %55
}

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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}


; 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"

@f = external dso_local local_unnamed_addr global [1000 x i32], align 16

; Function Attrs: nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local i32 @fibonacci(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = icmp slt i32 %0, 2
  br i1 %2, label %3, label %6

3:                                                ; preds = %1
  %4 = sext i32 %0 to i64
  %5 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %4
  store i32 %0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %27

6:                                                ; preds = %1
  %7 = add nsw i32 %0, -2
  %8 = zext nneg i32 %7 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp eq i32 %10, -1
  br i1 %11, label %12, label %14

12:                                               ; preds = %6
  %13 = tail call i32 @fibonacci(i32 noundef %7)
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %14

14:                                               ; preds = %12, %6
  %15 = phi i32 [ %13, %12 ], [ %10, %6 ]
  %16 = add nsw i32 %0, -1
  %17 = zext nneg i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp eq i32 %19, -1
  br i1 %20, label %21, label %23

21:                                               ; preds = %14
  %22 = tail call i32 @fibonacci(i32 noundef %16)
  store i32 %22, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %.pre = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %23

23:                                               ; preds = %21, %14
  %24 = phi i32 [ %.pre, %21 ], [ %15, %14 ]
  %25 = phi i32 [ %22, %21 ], [ %19, %14 ]
  %26 = add nsw i32 %24, %25
  br label %27

27:                                               ; preds = %23, %3
  %.0 = phi i32 [ %0, %3 ], [ %26, %23 ]
  ret i32 %.0
}

attributes #0 = { nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, 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, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,TailCallElimPass