; LLVM IR from Tudor67/Competitive-Programming :: ProjectEuler (#9_SpecialPythagoreanTriplet)

; 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"

%"class.std::basic_ostream" = type { ptr, %"class.std::basic_ios" }
%"class.std::basic_ios" = type { %"class.std::ios_base", ptr, i8, i8, ptr, ptr, ptr, ptr }
%"class.std::ios_base" = type { ptr, i64, i64, i32, i32, i32, ptr, %"struct.std::ios_base::_Words", [8 x %"struct.std::ios_base::_Words"], i32, ptr, %"class.std::locale" }
%"struct.std::ios_base::_Words" = type { ptr, i64 }
%"class.std::locale" = type { ptr }

@_ZSt4cout = external global %"class.std::basic_ostream", align 8

; Function Attrs: mustprogress norecurse uwtable
define dso_local noundef i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #3
  store i32 1000, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #3
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #3
  store i32 1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %8

8:                                                ; preds = %51, %0
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp slt i32 %9, 1000
  br i1 %10, label %12, label %11

11:                                               ; preds = %8
  store i32 2, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #3
  br label %54

12:                                               ; preds = %8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %14 = add nsw i32 %13, 1
  store i32 %14, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %15

15:                                               ; preds = %47, %12
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp slt i32 %16, 1000
  br i1 %17, label %19, label %18

18:                                               ; preds = %15
  store i32 5, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  br label %50

19:                                               ; preds = %15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  %20 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %20, %21
  %23 = sub nsw i32 1000, %22
  store i32 %23, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp slt i32 %24, %25
  br i1 %26, label %27, label %46

27:                                               ; preds = %19
  %28 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %30 = mul nsw i32 %28, %29
  %31 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %33 = mul nsw i32 %31, %32
  %34 = add nsw i32 %30, %33
  %35 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %37 = mul nsw i32 %35, %36
  %38 = icmp eq i32 %34, %37
  br i1 %38, label %39, label %45

39:                                               ; preds = %27
  %40 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %42 = mul nsw i32 %40, %41
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %44 = mul nsw i32 %42, %43
  store i32 %44, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %45

45:                                               ; preds = %39, %27
  br label %46

46:                                               ; preds = %45, %19
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  br label %47

47:                                               ; preds = %46
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %49 = add nsw i32 %48, 1
  store i32 %49, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %15, !llvm.loop !9

50:                                               ; preds = %18
  br label %51

51:                                               ; preds = %50
  %52 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nsw i32 %52, 1
  store i32 %53, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %8, !llvm.loop !11

54:                                               ; preds = %11
  %55 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %56 = call noundef nonnull align 8 dereferenceable(8) ptr @_ZNSolsEi(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(8) @_ZSt4cout, i32 noundef %55)
  store i32 0, ptr %1, align 4
  store i32 1, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #3
  %57 = load i32, ptr %1, align 4
  ret i32 %57
}

; 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

declare noundef nonnull align 8 dereferenceable(8) ptr @_ZNSolsEi(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(8), i32 noundef) #2

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


; 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"

%"class.std::basic_ostream" = type { ptr, %"class.std::basic_ios" }
%"class.std::basic_ios" = type { %"class.std::ios_base", ptr, i8, i8, ptr, ptr, ptr, ptr }
%"class.std::ios_base" = type { ptr, i64, i64, i32, i32, i32, ptr, %"struct.std::ios_base::_Words", [8 x %"struct.std::ios_base::_Words"], i32, ptr, %"class.std::locale" }
%"struct.std::ios_base::_Words" = type { ptr, i64 }
%"class.std::locale" = type { ptr }

@_ZSt4cout = external global %"class.std::basic_ostream", align 8

; Function Attrs: mustprogress norecurse uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #0 {
  br label %3

.loopexit:                                        ; preds = %.prol.loopexit, %44, %3
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.02125, %3 ], [ %.2.lcssa.unr, %.prol.loopexit ], [ %.2.1, %44 ]
  %exitcond27.not = icmp eq i32 %4, 1000
  %indvar.next = add i32 %indvar, 1
  br i1 %exitcond27.not, label %1, label %3, !llvm.loop !5

1:                                                ; preds = %.loopexit
  %2 = tail call noundef nonnull align 8 dereferenceable(8) ptr @_ZNSolsEi(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(8) @_ZSt4cout, i32 noundef %.1.lcssa)
  ret i32 0

3:                                                ; preds = %0, %.loopexit
  %indvar = phi i32 [ 0, %0 ], [ %indvar.next, %.loopexit ]
  %.02026 = phi i32 [ 1, %0 ], [ %4, %.loopexit ]
  %.02125 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %.1.lcssa, %.loopexit ]
  %4 = add nuw nsw i32 %.02026, 1
  %5 = icmp ult i32 %.02026, 999
  br i1 %5, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %6 = mul nuw nsw i32 %.02026, %.02026
  %xtraiter = and i32 %indvar, 1
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.prol.loopexit, label %.prol.preheader

.prol.preheader:                                  ; preds = %.lr.ph
  %7 = add nuw nsw i32 %.02026, %4
  %8 = sub nsw i32 1000, %7
  %9 = icmp slt i32 %4, %8
  br i1 %9, label %10, label %.prol.loopexit.unr-lcssa

10:                                               ; preds = %.prol.preheader
  %11 = mul nuw nsw i32 %4, %4
  %12 = add nuw nsw i32 %11, %6
  %13 = mul nsw i32 %8, %8
  %14 = icmp eq i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %.prol.loopexit.unr-lcssa

15:                                               ; preds = %10
  %16 = mul nuw nsw i32 %4, %.02026
  %17 = mul nsw i32 %16, %8
  br label %.prol.loopexit.unr-lcssa

.prol.loopexit.unr-lcssa:                         ; preds = %15, %10, %.prol.preheader
  %.2.prol = phi i32 [ %17, %15 ], [ %.02125, %10 ], [ %.02125, %.prol.preheader ]
  %18 = add nuw nsw i32 %.02026, 2
  br label %.prol.loopexit

.prol.loopexit:                                   ; preds = %.prol.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph
  %.2.lcssa.unr = phi i32 [ poison, %.lr.ph ], [ %.2.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %.024.unr = phi i32 [ %4, %.lr.ph ], [ %18, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %.123.unr = phi i32 [ %.02125, %.lr.ph ], [ %.2.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %19 = icmp eq i32 %indvar, 997
  br i1 %19, label %.loopexit, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.prol.loopexit, %44
  %.024 = phi i32 [ %45, %44 ], [ %.024.unr, %.prol.loopexit ]
  %.123 = phi i32 [ %.2.1, %44 ], [ %.123.unr, %.prol.loopexit ]
  %20 = add nuw nsw i32 %.02026, %.024
  %21 = sub nsw i32 1000, %20
  %22 = icmp slt i32 %.024, %21
  br i1 %22, label %23, label %31

23:                                               ; preds = %.lr.ph.new
  %24 = mul nuw nsw i32 %.024, %.024
  %25 = add nuw nsw i32 %24, %6
  %26 = mul nsw i32 %21, %21
  %27 = icmp eq i32 %25, %26
  br i1 %27, label %28, label %31

28:                                               ; preds = %23
  %29 = mul nuw nsw i32 %.024, %.02026
  %30 = mul nsw i32 %29, %21
  br label %31

31:                                               ; preds = %23, %28, %.lr.ph.new
  %.2 = phi i32 [ %30, %28 ], [ %.123, %23 ], [ %.123, %.lr.ph.new ]
  %32 = add nuw nsw i32 %.024, 1
  %33 = add nuw nsw i32 %.02026, %32
  %34 = sub nsw i32 1000, %33
  %35 = icmp slt i32 %32, %34
  br i1 %35, label %36, label %44

36:                                               ; preds = %31
  %37 = mul nuw nsw i32 %32, %32
  %38 = add nuw nsw i32 %37, %6
  %39 = mul nsw i32 %34, %34
  %40 = icmp eq i32 %38, %39
  br i1 %40, label %41, label %44

41:                                               ; preds = %36
  %42 = mul nuw nsw i32 %32, %.02026
  %43 = mul nsw i32 %42, %34
  br label %44

44:                                               ; preds = %41, %36, %31
  %.2.1 = phi i32 [ %43, %41 ], [ %.2, %36 ], [ %.2, %31 ]
  %45 = add nuw nsw i32 %.024, 2
  %exitcond.not.1 = icmp eq i32 %45, 1000
  br i1 %exitcond.not.1, label %.loopexit, label %.lr.ph.new, !llvm.loop !7
}

declare noundef nonnull align 8 dereferenceable(8) ptr @_ZNSolsEi(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(8), i32 noundef) local_unnamed_addr #1

attributes #0 = { mustprogress norecurse 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 = { "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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}


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