; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C-Plus-Plus/cp/Paint_Fence.ll (Z11paint_fenceii)

; 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 @_Z11paint_fenceii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %11, 2
  br i1 %12, label %18, label %13

13:                                               ; preds = %2
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %16 = sdiv i32 %15, 2
  %17 = icmp slt i32 %14, %16
  br i1 %17, label %18, label %19

18:                                               ; preds = %13, %2
  store i32 -1, ptr %3, align 4
  br label %92

19:                                               ; preds = %13
  %20 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %21 = sub nsw i32 %20, 1
  %22 = zext i32 %21 to i64
  %23 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %23, ptr %6, align 8
  %24 = alloca i32, i64 %22, align 16
  store i64 %22, ptr %7, align 8
  %25 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %26 = sub nsw i32 %25, 1
  %27 = zext i32 %26 to i64
  %28 = alloca i32, i64 %27, align 16
  store i64 %27, ptr %8, align 8
  %29 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %30 = sub nsw i32 %29, 1
  %31 = zext i32 %30 to i64
  %32 = alloca i32, i64 %31, align 16
  store i64 %31, ptr %9, align 8
  %33 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %28, i64 0
  store i32 %33, ptr %34, align 16, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %37 = sub nsw i32 %36, 1
  %38 = mul nsw i32 %35, %37
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 0
  store i32 %38, ptr %39, align 16, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %42 = mul nsw i32 %40, %41
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 0
  store i32 %42, ptr %43, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 1, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %82, %19
  %45 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = sub nsw i32 %46, 1
  %48 = icmp slt i32 %45, %47
  br i1 %48, label %50, label %49

49:                                               ; preds = %44
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %85

50:                                               ; preds = %44
  %51 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %52 = sub nsw i32 %51, 1
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %28, i64 %57
  store i32 %55, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %60 = sub nsw i32 %59, 1
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %65 = sub nsw i32 %64, 1
  %66 = mul nsw i32 %63, %65
  %67 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %68
  store i32 %66, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i32, ptr %28, i64 %71
  %73 = load i32, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %75
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !5
  %78 = add nsw i32 %73, %77
  %79 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %80
  store i32 %78, ptr %81, align 4, !tbaa !5
  br label %82

82:                                               ; preds = %50
  %83 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  store i32 %84, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %44, !llvm.loop !9

85:                                               ; preds = %49
  %86 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %87 = sub nsw i32 %86, 2
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %88
  %90 = load i32, ptr %89, align 4, !tbaa !5
  store i32 %90, ptr %3, align 4
  %91 = load ptr, ptr %6, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %91)
  br label %92

92:                                               ; preds = %85, %18
  %93 = load i32, ptr %3, align 4
  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 = { 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 }
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++ 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z11paint_fenceii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp slt i32 %0, 2
  %4 = lshr i32 %0, 1
  %5 = icmp sgt i32 %4, %1
  %or.cond = or i1 %3, %5
  br i1 %or.cond, label %38, label %6

6:                                                ; preds = %2
  %7 = add nsw i32 %0, -1
  %8 = zext i32 %7 to i64
  %9 = tail call ptr @llvm.stacksave.p0()
  %10 = alloca i32, i64 %8, align 16
  %11 = add nsw i32 %1, -1
  %12 = mul nsw i32 %1, %1
  store i32 %12, ptr %10, align 16, !tbaa !5
  %13 = icmp ugt i32 %0, 2
  br i1 %13, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %6
  %14 = mul nsw i32 %11, %1
  %15 = add nsw i64 %8, -1
  %16 = add nsw i64 %8, -2
  %xtraiter = and i64 %15, 3
  %17 = icmp ult i64 %16, 3
  br i1 %17, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %15, -4
  %invariant.gep = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 4
  %invariant.gep32 = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 8
  %invariant.gep34 = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 12
  br label %.lr.ph

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %.unr = phi i32 [ %12, %.lr.ph.preheader ], [ %37, %.lr.ph ]
  %.unr30 = phi i32 [ %14, %.lr.ph.preheader ], [ %36, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.3, %.lr.ph ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph.epil
  %18 = phi i32 [ %21, %.lr.ph.epil ], [ %.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %19 = phi i32 [ %20, %.lr.ph.epil ], [ %.unr30, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %indvars.iv.epil = phi i64 [ %indvars.iv.next.epil, %.lr.ph.epil ], [ %indvars.iv.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i64 [ %epil.iter.next, %.lr.ph.epil ], [ 0, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %20 = mul nsw i32 %18, %11
  %21 = add nsw i32 %20, %19
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv.epil
  store i32 %21, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.epil = add nuw nsw i64 %indvars.iv.epil, 1
  %epil.iter.next = add i64 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i64 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.epil, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph.epil, %6
  %23 = zext nneg i32 %0 to i64
  %24 = getelementptr i32, ptr %10, i64 %23
  %25 = getelementptr i8, ptr %24, i64 -8
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  tail call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %9)
  br label %38

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader.new
  %27 = phi i32 [ %12, %.lr.ph.preheader.new ], [ %37, %.lr.ph ]
  %28 = phi i32 [ %14, %.lr.ph.preheader.new ], [ %36, %.lr.ph ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.3, %.lr.ph ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.3, %.lr.ph ]
  %29 = mul nsw i32 %27, %11
  %30 = add nsw i32 %29, %28
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv
  store i32 %30, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %32 = mul nsw i32 %30, %11
  %33 = add nsw i32 %32, %29
  %gep = getelementptr inbounds i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv
  store i32 %33, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %34 = mul nsw i32 %33, %11
  %35 = add nsw i32 %34, %32
  %gep33 = getelementptr inbounds i32, ptr %invariant.gep32, i64 %indvars.iv
  store i32 %35, ptr %gep33, align 4, !tbaa !5
  %36 = mul nsw i32 %35, %11
  %37 = add nsw i32 %36, %34
  %gep35 = getelementptr inbounds i32, ptr %invariant.gep34, i64 %indvars.iv
  store i32 %37, ptr %gep35, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.3 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 4
  %niter.next.3 = add i64 %niter, 4
  %niter.ncmp.3 = icmp eq i64 %niter.next.3, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.3, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

38:                                               ; preds = %2, %._crit_edge
  %.024 = phi i32 [ %26, %._crit_edge ], [ -1, %2 ]
  ret i32 %.024
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #1

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync 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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn }

!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.unroll.disable"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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