; LLVM IR from lekkas/c-algorithms :: src/algos (GraphTraversal)

; 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"

%struct.GraphOps = type { ptr, ptr, ptr }
%struct.Graph = type { ptr, ptr, i32, i32, i8 }
%struct.Edgenode = type { i32, i32, ptr }

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @BFS(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) #1 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca ptr, align 8
  %14 = alloca ptr, align 8
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store ptr %4, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  %15 = call ptr @createQueue()
  store ptr %15, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %16 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %18
  store i32 1, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %20 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @enqueue(ptr noundef %20, ptr noundef %7)
  br label %21

21:                                               ; preds = %124, %5
  %22 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %23 = call i32 @isQueueEmpty(ptr noundef %22)
  %24 = icmp ne i32 %23, 0
  %25 = xor i1 %24, true
  br i1 %25, label %26, label %125

26:                                               ; preds = %21
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %27 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %28 = call ptr @dequeue(ptr noundef %27)
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !9
  store i32 %29, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  store i32 1, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  %34 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %35 = icmp ne ptr %34, null
  br i1 %35, label %36, label %41

36:                                               ; preds = %26
  %37 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %38 = getelementptr inbounds %struct.GraphOps, ptr %37, i32 0, i32 0
  %39 = load ptr, ptr %38, align 8, !tbaa !11
  %40 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void %39(i32 noundef %40)
  br label %41

41:                                               ; preds = %36, %26
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #3
  %42 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds %struct.Graph, ptr %42, i32 0, i32 0
  %44 = load ptr, ptr %43, align 8, !tbaa !13
  %45 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds ptr, ptr %44, i64 %46
  %48 = load ptr, ptr %47, align 8, !tbaa !5
  store ptr %48, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  br label %49

49:                                               ; preds = %108, %41
  %50 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %51 = icmp ne ptr %50, null
  br i1 %51, label %52, label %112

52:                                               ; preds = %49
  %53 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %54 = getelementptr inbounds %struct.Graph, ptr %53, i32 0, i32 1
  %55 = load ptr, ptr %54, align 8, !tbaa !16
  %56 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %14) #3
  %61 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %62 = getelementptr inbounds %struct.Edgenode, ptr %61, i32 0, i32 0
  store ptr %62, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %63 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %64 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = icmp eq i32 %68, 0
  br i1 %69, label %70, label %84

70:                                               ; preds = %52
  %71 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %72 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %72, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %71, i64 %74
  store i32 1, ptr %75, align 4, !tbaa !9
  %76 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %77 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  call void @enqueue(ptr noundef %76, ptr noundef %77)
  %78 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %79 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %80 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds i32, ptr %79, i64 %82
  store i32 %78, ptr %83, align 4, !tbaa !9
  br label %84

84:                                               ; preds = %70, %52
  %85 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %86 = getelementptr inbounds %struct.Graph, ptr %85, i32 0, i32 4
  %87 = load i8, ptr %86, align 8, !tbaa !17, !range !18, !noundef !19
  %88 = trunc i8 %87 to i1
  br i1 %88, label %97, label %89

89:                                               ; preds = %84
  %90 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %91 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds i32, ptr %90, i64 %93
  %95 = load i32, ptr %94, align 4, !tbaa !9
  %96 = icmp ne i32 %95, 2
  br i1 %96, label %97, label %108

97:                                               ; preds = %89, %84
  %98 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %99 = icmp ne ptr %98, null
  br i1 %99, label %100, label %107

100:                                              ; preds = %97
  %101 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %102 = getelementptr inbounds %struct.GraphOps, ptr %101, i32 0, i32 2
  %103 = load ptr, ptr %102, align 8, !tbaa !20
  %104 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %105 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %106 = load i32, ptr %105, align 4, !tbaa !9
  call void %103(i32 noundef %104, i32 noundef %106)
  br label %107

107:                                              ; preds = %100, %97
  br label %108

108:                                              ; preds = %107, %89
  %109 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %110 = getelementptr inbounds %struct.Edgenode, ptr %109, i32 0, i32 2
  %111 = load ptr, ptr %110, align 8, !tbaa !21
  store ptr %111, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %14) #3
  br label %49, !llvm.loop !23

112:                                              ; preds = %49
  %113 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %114 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %115 = sext i32 %114 to i64
  %116 = getelementptr inbounds i32, ptr %113, i64 %115
  store i32 2, ptr %116, align 4, !tbaa !9
  %117 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %118 = icmp ne ptr %117, null
  br i1 %118, label %119, label %124

119:                                              ; preds = %112
  %120 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %121 = getelementptr inbounds %struct.GraphOps, ptr %120, i32 0, i32 1
  %122 = load ptr, ptr %121, align 8, !tbaa !25
  %123 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void %122(i32 noundef %123)
  br label %124

124:                                              ; preds = %119, %112
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  br label %21, !llvm.loop !26

125:                                              ; preds = %21
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  ret void
}

declare ptr @createQueue() #2

declare void @enqueue(ptr noundef, ptr noundef) #2

declare i32 @isQueueEmpty(ptr noundef) #2

declare ptr @dequeue(ptr noundef) #2

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !6, i64 0}
!12 = !{!"GraphOps", !6, i64 0, !6, i64 8, !6, i64 16}
!13 = !{!14, !6, i64 0}
!14 = !{!"Graph", !6, i64 0, !6, i64 8, !10, i64 16, !10, i64 20, !15, i64 24}
!15 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!16 = !{!14, !6, i64 8}
!17 = !{!14, !15, i64 24}
!18 = !{i8 0, i8 2}
!19 = !{}
!20 = !{!12, !6, i64 16}
!21 = !{!22, !6, i64 8}
!22 = !{!"Edgenode", !10, i64 0, !10, i64 4, !6, i64 8}
!23 = distinct !{!23, !24}
!24 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!25 = !{!12, !6, i64 8}
!26 = distinct !{!26, !24}


; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @BFS(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef %2, ptr nocapture noundef writeonly %3, ptr noundef readonly %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = alloca i32, align 4
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %7 = tail call ptr @createQueue() #2
  %8 = sext i32 %1 to i64
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %8
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  call void @enqueue(ptr noundef %7, ptr noundef nonnull %6) #2
  %10 = call i32 @isQueueEmpty(ptr noundef %7) #2
  %.not42 = icmp eq i32 %10, 0
  br i1 %.not42, label %.lr.ph44, label %._crit_edge45

.lr.ph44:                                         ; preds = %5
  %.not51 = icmp eq ptr %4, null
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 24
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %4, i64 16
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %4, i64 8
  br i1 %.not51, label %.lr.ph44.split, label %.lr.ph44.split.us

.lr.ph44.split.us:                                ; preds = %.lr.ph44, %._crit_edge.split.us49
  %15 = call ptr @dequeue(ptr noundef %7) #2
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %17
  store i32 1, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %19 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  call void %19(i32 noundef %16) #2
  %20 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !12
  %21 = getelementptr inbounds ptr, ptr %20, i64 %17
  %.039.us = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !15
  %.not3840.us = icmp eq ptr %.039.us, null
  br i1 %.not3840.us, label %._crit_edge.split.us49, label %.lr.ph.us

.lr.ph.us:                                        ; preds = %.lr.ph44.split.us, %44
  %.041.us46 = phi ptr [ %.0.us47, %44 ], [ %.039.us, %.lr.ph44.split.us ]
  %22 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !16
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %17
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %24, 1
  store i32 %25, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %.041.us46, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp eq i32 %29, 0
  br i1 %30, label %31, label %35

31:                                               ; preds = %.lr.ph.us
  store i32 1, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  call void @enqueue(ptr noundef %7, ptr noundef nonnull %.041.us46) #2
  %32 = load i32, ptr %.041.us46, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %33
  store i32 %16, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %.pre.pre = load i32, ptr %.041.us46, align 4, !tbaa !5
  br label %35

35:                                               ; preds = %31, %.lr.ph.us
  %.pre = phi i32 [ %.pre.pre, %31 ], [ %26, %.lr.ph.us ]
  %36 = load i8, ptr %12, align 8, !tbaa !17, !range !18, !noundef !19
  %37 = trunc nuw i8 %36 to i1
  br i1 %37, label %42, label %38

38:                                               ; preds = %35
  %39 = sext i32 %.pre to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %.not52 = icmp eq i32 %41, 2
  br i1 %.not52, label %44, label %42

42:                                               ; preds = %35, %38
  %43 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !20
  call void %43(i32 noundef %16, i32 noundef %.pre) #2
  br label %44

44:                                               ; preds = %42, %38
  %45 = getelementptr inbounds i8, ptr %.041.us46, i64 8
  %.0.us47 = load ptr, ptr %45, align 8, !tbaa !15
  %.not38.us48 = icmp eq ptr %.0.us47, null
  br i1 %.not38.us48, label %._crit_edge.split.us49, label %.lr.ph.us, !llvm.loop !21

._crit_edge.split.us49:                           ; preds = %44, %.lr.ph44.split.us
  store i32 2, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %46 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !23
  call void %46(i32 noundef %16) #2
  %47 = call i32 @isQueueEmpty(ptr noundef %7) #2
  %.not.us = icmp eq i32 %47, 0
  br i1 %.not.us, label %.lr.ph44.split.us, label %._crit_edge45, !llvm.loop !24

.lr.ph44.split:                                   ; preds = %.lr.ph44, %._crit_edge.split.us
  %48 = call ptr @dequeue(ptr noundef %7) #2
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %50
  store i32 1, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %52 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !12
  %53 = getelementptr inbounds ptr, ptr %52, i64 %50
  %.039 = load ptr, ptr %53, align 8, !tbaa !15
  %.not3840 = icmp eq ptr %.039, null
  br i1 %.not3840, label %._crit_edge.split.us, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph44.split, %67
  %.041.us = phi ptr [ %.0.us, %67 ], [ %.039, %.lr.ph44.split ]
  %54 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !16
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %54, i64 %50
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %.041.us, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %62 = icmp eq i32 %61, 0
  br i1 %62, label %63, label %67

63:                                               ; preds = %.lr.ph
  store i32 1, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  call void @enqueue(ptr noundef %7, ptr noundef nonnull %.041.us) #2
  %64 = load i32, ptr %.041.us, align 4, !tbaa !5
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %65
  store i32 %49, ptr %66, align 4, !tbaa !5
  br label %67

67:                                               ; preds = %.lr.ph, %63
  %68 = getelementptr inbounds i8, ptr %.041.us, i64 8
  %.0.us = load ptr, ptr %68, align 8, !tbaa !15
  %.not38.us = icmp eq ptr %.0.us, null
  br i1 %.not38.us, label %._crit_edge.split.us, label %.lr.ph, !llvm.loop !21

._crit_edge.split.us:                             ; preds = %67, %.lr.ph44.split
  store i32 2, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %69 = call i32 @isQueueEmpty(ptr noundef %7) #2
  %.not = icmp eq i32 %69, 0
  br i1 %.not, label %.lr.ph44.split, label %._crit_edge45, !llvm.loop !24

._crit_edge45:                                    ; preds = %._crit_edge.split.us49, %._crit_edge.split.us, %5
  ret void
}

declare ptr @createQueue() local_unnamed_addr #1

declare void @enqueue(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #1

declare i32 @isQueueEmpty(ptr noundef) local_unnamed_addr #1

declare ptr @dequeue(ptr noundef) local_unnamed_addr #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 = { "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 #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, !11, i64 0}
!10 = !{!"GraphOps", !11, i64 0, !11, i64 8, !11, i64 16}
!11 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!12 = !{!13, !11, i64 0}
!13 = !{!"Graph", !11, i64 0, !11, i64 8, !6, i64 16, !6, i64 20, !14, i64 24}
!14 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!15 = !{!11, !11, i64 0}
!16 = !{!13, !11, i64 8}
!17 = !{!13, !14, i64 24}
!18 = !{i8 0, i8 2}
!19 = !{}
!20 = !{!10, !11, i64 16}
!21 = distinct !{!21, !22}
!22 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!23 = !{!10, !11, i64 8}
!24 = distinct !{!24, !22}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass