; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C-Plus-Plus/graphs/celebrity_problem.ll (Z14find_celebrityPA9000_ii)

; 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 @_Z14find_celebrityPA9000_ii(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, 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
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %11 = sub nsw i32 %10, 1
  store i32 %11, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %12

12:                                               ; preds = %34, %2
  br label %13

13:                                               ; preds = %12
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %16 = icmp eq i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %18

17:                                               ; preds = %13
  br label %35

18:                                               ; preds = %13
  %19 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %19, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %22, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  %27 = icmp eq i32 %26, 1
  br i1 %27, label %28, label %31

28:                                               ; preds = %18
  %29 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %30 = add nsw i32 %29, 1
  store i32 %30, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %34

31:                                               ; preds = %18
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %33 = add nsw i32 %32, -1
  store i32 %33, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %34

34:                                               ; preds = %31, %28
  br label %12, !llvm.loop !11

35:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %36

36:                                               ; preds = %68, %35
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %39 = icmp slt i32 %37, %38
  br i1 %39, label %41, label %40

40:                                               ; preds = %36
  store i32 4, ptr %9, align 4
  br label %71

41:                                               ; preds = %36
  %42 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = icmp eq i32 %42, %43
  br i1 %44, label %45, label %46

45:                                               ; preds = %41
  br label %68

46:                                               ; preds = %41
  %47 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %47, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %50, i64 0, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !9
  %55 = icmp eq i32 %54, 1
  br i1 %55, label %66, label %56

56:                                               ; preds = %46
  %57 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %57, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %60, i64 0, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !9
  %65 = icmp eq i32 %64, 0
  br i1 %65, label %66, label %67

66:                                               ; preds = %56, %46
  store i32 -1, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %71

67:                                               ; preds = %56
  br label %68

68:                                               ; preds = %67, %45
  %69 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %70 = add nsw i32 %69, 1
  store i32 %70, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %36, !llvm.loop !13

71:                                               ; preds = %66, %40
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %72 = load i32, ptr %9, align 4
  switch i32 %72, label %75 [
    i32 4, label %73
  ]

73:                                               ; preds = %71
  %74 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %74, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %75

75:                                               ; preds = %73, %71
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %76 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %76
}

; 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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z14find_celebrityPA9000_ii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = add nsw i32 %1, -1
  %4 = icmp eq i32 %3, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph31.preheader, label %.lr.ph

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph
  %5 = zext nneg i32 %.124 to i64
  %.not29 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %.not29, label %.lr.ph31.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph31.preheader:                               ; preds = %2, %.preheader
  %6 = phi i64 [ %5, %.preheader ], [ 0, %2 ]
  %.023.lcssa40 = phi i32 [ %.124, %.preheader ], [ 0, %2 ]
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph31

.lr.ph:                                           ; preds = %2, %.lr.ph
  %.02228 = phi i32 [ %.1, %.lr.ph ], [ %3, %2 ]
  %.02327 = phi i32 [ %.124, %.lr.ph ], [ 0, %2 ]
  %7 = zext nneg i32 %.02327 to i64
  %8 = sext i32 %.02228 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %0, i64 %7, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp eq i32 %10, 1
  %12 = zext i1 %11 to i32
  %.124 = add nuw nsw i32 %.02327, %12
  %not. = xor i1 %11, true
  %13 = sext i1 %not. to i32
  %.1 = add nsw i32 %.02228, %13
  %14 = icmp eq i32 %.124, %.1
  br i1 %14, label %.preheader, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

.lr.ph31:                                         ; preds = %.lr.ph31.preheader, %24
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph31.preheader ], [ %indvars.iv.next, %24 ]
  %15 = icmp eq i64 %indvars.iv, %6
  br i1 %15, label %24, label %16

16:                                               ; preds = %.lr.ph31
  %17 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %0, i64 %6, i64 %indvars.iv
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp eq i32 %18, 1
  br i1 %19, label %._crit_edge, label %20

20:                                               ; preds = %16
  %21 = getelementptr inbounds [9000 x i32], ptr %0, i64 %indvars.iv, i64 %6
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp eq i32 %22, 0
  br i1 %23, label %._crit_edge, label %24

24:                                               ; preds = %20, %.lr.ph31
  %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.ph31, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %24, %20, %16, %.preheader
  %spec.select = phi i32 [ %.124, %.preheader ], [ -1, %16 ], [ -1, %20 ], [ %.023.lcssa40, %24 ]
  ret i32 %spec.select
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) 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}


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