; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 03. Recursion/lcmreturn.ll (Z3lcmiii)

; 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 uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3lcmiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %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 i32 %0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp sle i32 %10, %11
  br i1 %12, label %17, label %13

13:                                               ; preds = %3
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp sle i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %76

17:                                               ; preds = %13, %3
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %20 = srem i32 %18, %19
  %21 = icmp eq i32 %20, 0
  br i1 %21, label %22, label %39

22:                                               ; preds = %17
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %25 = srem i32 %23, %24
  %26 = icmp eq i32 %25, 0
  br i1 %26, label %27, label %39

27:                                               ; preds = %22
  %28 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %30 = sdiv i32 %28, %29
  %31 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %33 = sdiv i32 %31, %32
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %35 = call noundef i32 @_Z3lcmiii(i32 noundef %30, i32 noundef %33, i32 noundef %34)
  store i32 %35, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %38 = mul nsw i32 %36, %37
  store i32 %38, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %77

39:                                               ; preds = %22, %17
  %40 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %42 = srem i32 %40, %41
  %43 = icmp eq i32 %42, 0
  br i1 %43, label %44, label %54

44:                                               ; preds = %39
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %47 = sdiv i32 %45, %46
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %50 = call noundef i32 @_Z3lcmiii(i32 noundef %47, i32 noundef %48, i32 noundef %49)
  store i32 %50, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %53 = mul nsw i32 %51, %52
  store i32 %53, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %77

54:                                               ; preds = %39
  %55 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %57 = srem i32 %55, %56
  %58 = icmp eq i32 %57, 0
  br i1 %58, label %59, label %69

59:                                               ; preds = %54
  %60 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %63 = sdiv i32 %61, %62
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %65 = call noundef i32 @_Z3lcmiii(i32 noundef %60, i32 noundef %63, i32 noundef %64)
  store i32 %65, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %68 = mul nsw i32 %66, %67
  store i32 %68, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %77

69:                                               ; preds = %54
  %70 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  %74 = call noundef i32 @_Z3lcmiii(i32 noundef %70, i32 noundef %71, i32 noundef %73)
  store i32 %74, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %75, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %77

76:                                               ; preds = %13
  store i32 1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %77

77:                                               ; preds = %76, %69, %59, %44, %27
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %78 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %78
}

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


; 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 nosync nounwind willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3lcmiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  br label %tailrecurse137

tailrecurse137:                                   ; preds = %14, %3
  %accumulator.tr = phi i32 [ 1, %3 ], [ %accumulator.ret.tr, %14 ]
  %.tr = phi i32 [ %0, %3 ], [ %6, %14 ]
  %.tr138 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %.tr38.ph57, %14 ]
  %.tr139 = phi i32 [ %2, %3 ], [ %.tr3951, %14 ]
  %invariant.smax53 = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %.tr, i32 %.tr138)
  %or.cond5054 = icmp slt i32 %invariant.smax53, %.tr139
  br i1 %or.cond5054, label %common.ret, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %tailrecurse137, %tailrecurse.outer
  %invariant.smax59 = phi i32 [ %invariant.smax, %tailrecurse.outer ], [ %invariant.smax53, %tailrecurse137 ]
  %.tr39.ph58 = phi i32 [ %.tr3951, %tailrecurse.outer ], [ %.tr139, %tailrecurse137 ]
  %.tr38.ph57 = phi i32 [ %13, %tailrecurse.outer ], [ %.tr138, %tailrecurse137 ]
  %.tr.ph56 = phi i32 [ %6, %tailrecurse.outer ], [ %.tr, %tailrecurse137 ]
  %accumulator.tr.ph55 = phi i32 [ %12, %tailrecurse.outer ], [ 1, %tailrecurse137 ]
  %smax = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %invariant.smax59, i32 %.tr39.ph58)
  br label %4

4:                                                ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr3951 = phi i32 [ %.tr39.ph58, %.lr.ph ], [ %18, %tailrecurse ]
  %5 = srem i32 %.tr.ph56, %.tr3951
  %6 = sdiv i32 %.tr.ph56, %.tr3951
  %7 = icmp eq i32 %5, 0
  %8 = srem i32 %.tr38.ph57, %.tr3951
  %9 = sdiv i32 %.tr38.ph57, %.tr3951
  %10 = icmp eq i32 %8, 0
  br i1 %7, label %11, label %.critedge

11:                                               ; preds = %4
  %12 = mul i32 %.tr3951, %accumulator.tr.ph55
  br i1 %10, label %tailrecurse.outer, label %14

tailrecurse.outer:                                ; preds = %11
  %13 = sdiv i32 %.tr38.ph57, %.tr3951
  %invariant.smax = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %6, i32 %13)
  %or.cond50 = icmp sgt i32 %.tr3951, %invariant.smax
  br i1 %or.cond50, label %common.ret, label %.lr.ph

common.ret142:                                    ; preds = %15, %common.ret
  %common.ret142.op = phi i32 [ %accumulator.ret.tr140, %common.ret ], [ %accumulator.ret.tr141, %15 ]
  ret i32 %common.ret142.op

common.ret:                                       ; preds = %tailrecurse.outer, %tailrecurse, %tailrecurse137
  %common.ret.op = phi i32 [ 1, %tailrecurse137 ], [ %accumulator.tr.ph55, %tailrecurse ], [ %12, %tailrecurse.outer ]
  %accumulator.ret.tr140 = mul i32 %common.ret.op, %accumulator.tr
  br label %common.ret142

14:                                               ; preds = %11
  %accumulator.ret.tr = mul i32 %12, %accumulator.tr
  br label %tailrecurse137

.critedge:                                        ; preds = %4
  br i1 %10, label %15, label %tailrecurse

15:                                               ; preds = %.critedge
  %16 = tail call noundef i32 @_Z3lcmiii(i32 noundef %.tr.ph56, i32 noundef %9, i32 noundef %.tr3951)
  %17 = mul i32 %.tr3951, %accumulator.tr.ph55
  %accumulator.ret.tr40 = mul i32 %17, %16
  %accumulator.ret.tr141 = mul i32 %accumulator.ret.tr40, %accumulator.tr
  br label %common.ret142

tailrecurse:                                      ; preds = %.critedge
  %18 = add i32 %.tr3951, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %.tr3951, %smax
  br i1 %exitcond.not, label %common.ret, label %4
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smax.i32(i32, i32) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree nosync nounwind willreturn memory(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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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)"}


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