; LLVM IR from chirag-singhal/Coding-Interview-101 :: Miscellaneous/Codechef/seplong (1)

; 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 [7 x i32], align 16

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @fib(i64 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  store i64 %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %9 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %10 = icmp eq i64 %9, 0
  br i1 %10, label %11, label %12

11:                                               ; preds = %1
  store i32 0, ptr %2, align 4
  br label %70

12:                                               ; preds = %1
  %13 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %14 = icmp ule i64 %13, 2
  br i1 %14, label %15, label %16

15:                                               ; preds = %12
  store i32 1, ptr %2, align 4
  br label %70

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %18 = icmp ule i64 %17, 6
  br i1 %18, label %19, label %23

19:                                               ; preds = %16
  %20 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds [7 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  store i32 %22, ptr %2, align 4
  br label %70

23:                                               ; preds = %16
  %24 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %25 = urem i64 %24, 2
  %26 = icmp ne i64 %25, 0
  br i1 %26, label %27, label %52

27:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %28 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %29 = sub i64 %28, 1
  %30 = udiv i64 %29, 2
  %31 = trunc i64 %30 to i32
  store i32 %31, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %32 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %33 = zext i32 %32 to i64
  %34 = call i32 @fib(i64 noundef %33)
  %35 = srem i32 %34, 10
  %36 = sext i32 %35 to i64
  store i64 %36, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  %37 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %38 = add i32 %37, 1
  %39 = zext i32 %38 to i64
  %40 = call i32 @fib(i64 noundef %39)
  %41 = srem i32 %40, 10
  %42 = sext i32 %41 to i64
  store i64 %42, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %45 = mul i64 %43, %44
  %46 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %48 = mul i64 %46, %47
  %49 = add i64 %45, %48
  %50 = urem i64 %49, 10
  %51 = trunc i64 %50 to i32
  store i32 %51, ptr %2, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %70

52:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %53 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %54 = udiv i64 %53, 2
  %55 = trunc i64 %54 to i32
  store i32 %55, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %57 = zext i32 %56 to i64
  %58 = call i32 @fib(i64 noundef %57)
  %59 = srem i32 %58, 10
  store i32 %59, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %62 = add i32 %61, 1
  %63 = zext i32 %62 to i64
  %64 = call i32 @fib(i64 noundef %63)
  %65 = mul nsw i32 2, %64
  %66 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %67 = sub i32 %65, %66
  %68 = mul i32 %60, %67
  %69 = urem i32 %68, 10
  store i32 %69, ptr %2, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %70

70:                                               ; preds = %52, %27, %19, %15, %11
  %71 = load i32, ptr %2, align 4
  ret i32 %71
}

; 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 = { 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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}


; 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 [7 x i32], align 16

; Function Attrs: nofree nosync nounwind memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local i32 @fib(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = icmp eq i64 %0, 0
  br i1 %2, label %common.ret19, label %3

3:                                                ; preds = %1
  %4 = icmp ult i64 %0, 3
  br i1 %4, label %common.ret19, label %5

5:                                                ; preds = %3
  %6 = icmp ult i64 %0, 7
  br i1 %6, label %7, label %10

7:                                                ; preds = %5
  %8 = getelementptr inbounds [7 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %0
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %common.ret19

10:                                               ; preds = %5
  %11 = and i64 %0, 1
  %.not = icmp eq i64 %11, 0
  br i1 %.not, label %29, label %12

common.ret19:                                     ; preds = %3, %1, %7, %29, %12
  %common.ret19.op = phi i32 [ %28, %12 ], [ %40, %29 ], [ %9, %7 ], [ 0, %1 ], [ 1, %3 ]
  ret i32 %common.ret19.op

12:                                               ; preds = %10
  %13 = add i64 %0, 8589934591
  %14 = lshr exact i64 %13, 1
  %15 = and i64 %14, 4294967295
  %16 = tail call i32 @fib(i64 noundef %15)
  %17 = srem i32 %16, 10
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = add nuw i64 %14, 1
  %20 = and i64 %19, 4294967295
  %21 = tail call i32 @fib(i64 noundef %20)
  %22 = srem i32 %21, 10
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = mul nsw i64 %18, %18
  %25 = mul nsw i64 %23, %23
  %26 = add nuw nsw i64 %25, %24
  %27 = urem i64 %26, 10
  %28 = trunc nuw nsw i64 %27 to i32
  br label %common.ret19

29:                                               ; preds = %10
  %30 = lshr exact i64 %0, 1
  %31 = and i64 %30, 4294967295
  %32 = tail call i32 @fib(i64 noundef %31)
  %33 = srem i32 %32, 10
  %34 = add nuw i64 %30, 1
  %35 = and i64 %34, 4294967295
  %36 = tail call i32 @fib(i64 noundef %35)
  %37 = shl nsw i32 %36, 1
  %38 = sub i32 %37, %33
  %39 = mul i32 %38, %33
  %40 = urem i32 %39, 10
  br label %common.ret19
}

attributes #0 = { nofree nosync nounwind memory(read, 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: GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass