; LLVM IR from brpapa/algorithms :: solutions/uva/11831.ll (Z4walkiiii)

; 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"

@R = external dso_local global i32, align 4
@C = external dso_local global i32, align 4
@I = external dso_local global i32, align 4
@grid = external dso_local global [110 x [110 x i8]], align 16
@instructions = external dso_local global [50050 x i8], align 16
@dr = external dso_local global [4 x i32], align 16
@dc = external dso_local global [4 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z4walkiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %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
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr @I, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp eq i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %17

16:                                               ; preds = %4
  store i32 0, ptr %5, align 4
  br label %129

17:                                               ; preds = %4
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [50050 x i8], ptr @instructions, i64 0, i64 %19
  %21 = load i8, ptr %20, align 1, !tbaa !9
  %22 = sext i8 %21 to i32
  %23 = icmp eq i32 %22, 68
  br i1 %23, label %24, label %33

24:                                               ; preds = %17
  %25 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, 1
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %30 = add nsw i32 %29, 1
  %31 = srem i32 %30, 4
  %32 = call noundef i32 @_Z4walkiiii(i32 noundef %26, i32 noundef %27, i32 noundef %28, i32 noundef %31)
  store i32 %32, ptr %5, align 4
  br label %129

33:                                               ; preds = %17
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds [50050 x i8], ptr @instructions, i64 0, i64 %35
  %37 = load i8, ptr %36, align 1, !tbaa !9
  %38 = sext i8 %37 to i32
  %39 = icmp eq i32 %38, 69
  br i1 %39, label %40, label %54

40:                                               ; preds = %33
  %41 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %46 = icmp eq i32 %45, 0
  br i1 %46, label %47, label %48

47:                                               ; preds = %40
  br label %51

48:                                               ; preds = %40
  %49 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %50 = sub nsw i32 %49, 1
  br label %51

51:                                               ; preds = %48, %47
  %52 = phi i32 [ 3, %47 ], [ %50, %48 ]
  %53 = call noundef i32 @_Z4walkiiii(i32 noundef %42, i32 noundef %43, i32 noundef %44, i32 noundef %52)
  store i32 %53, ptr %5, align 4
  br label %129

54:                                               ; preds = %33
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %55 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr @dr, i64 0, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = add nsw i32 %55, %59
  store i32 %60, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %61 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr @dc, i64 0, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  %66 = add nsw i32 %61, %65
  store i32 %66, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %68 = icmp slt i32 %67, 0
  br i1 %68, label %90, label %69

69:                                               ; preds = %54
  %70 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr @R, align 4, !tbaa !5
  %72 = icmp eq i32 %70, %71
  br i1 %72, label %90, label %73

73:                                               ; preds = %69
  %74 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %75 = icmp slt i32 %74, 0
  br i1 %75, label %90, label %76

76:                                               ; preds = %73
  %77 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr @C, align 4, !tbaa !5
  %79 = icmp eq i32 %77, %78
  br i1 %79, label %90, label %80

80:                                               ; preds = %76
  %81 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds [110 x [110 x i8]], ptr @grid, i64 0, i64 %82
  %84 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds [110 x i8], ptr %83, i64 0, i64 %85
  %87 = load i8, ptr %86, align 1, !tbaa !9
  %88 = sext i8 %87 to i32
  %89 = icmp eq i32 %88, 35
  br i1 %89, label %90, label %97

90:                                               ; preds = %80, %76, %73, %69, %54
  %91 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  %93 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %96 = call noundef i32 @_Z4walkiiii(i32 noundef %92, i32 noundef %93, i32 noundef %94, i32 noundef %95)
  store i32 %96, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %128

97:                                               ; preds = %80
  %98 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = getelementptr inbounds [110 x [110 x i8]], ptr @grid, i64 0, i64 %99
  %101 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds [110 x i8], ptr %100, i64 0, i64 %102
  %104 = load i8, ptr %103, align 1, !tbaa !9
  %105 = sext i8 %104 to i32
  %106 = icmp eq i32 %105, 42
  br i1 %106, label %107, label %121

107:                                              ; preds = %97
  %108 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds [110 x [110 x i8]], ptr @grid, i64 0, i64 %109
  %111 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %112 = sext i32 %111 to i64
  %113 = getelementptr inbounds [110 x i8], ptr %110, i64 0, i64 %112
  store i8 46, ptr %113, align 1, !tbaa !9
  %114 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %115 = add nsw i32 %114, 1
  %116 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %117 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %118 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %119 = call noundef i32 @_Z4walkiiii(i32 noundef %115, i32 noundef %116, i32 noundef %117, i32 noundef %118)
  %120 = add nsw i32 1, %119
  store i32 %120, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %128

121:                                              ; preds = %97
  %122 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %123 = add nsw i32 %122, 1
  %124 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %125 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %126 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %127 = call noundef i32 @_Z4walkiiii(i32 noundef %123, i32 noundef %124, i32 noundef %125, i32 noundef %126)
  store i32 %127, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %128

128:                                              ; preds = %121, %107, %90
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %129

129:                                              ; preds = %128, %51, %24, %16
  %130 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %130
}

; 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"}
!9 = !{!7, !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"

@R = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@C = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@I = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@grid = external dso_local local_unnamed_addr global [110 x [110 x i8]], align 16
@instructions = external dso_local local_unnamed_addr global [50050 x i8], align 16
@dr = external dso_local local_unnamed_addr global [4 x i32], align 16
@dc = external dso_local local_unnamed_addr global [4 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z4walkiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = load i32, ptr @I, align 4, !tbaa !5
  %6 = icmp eq i32 %5, %0
  br i1 %6, label %tailrecurse.outer55._crit_edge, label %.lr.ph.lr.ph.lr.ph.lr.ph

.lr.ph.lr.ph.lr.ph.lr.ph:                         ; preds = %4
  %7 = load i32, ptr @R, align 4
  %8 = load i32, ptr @C, align 4
  br label %.lr.ph.lr.ph.lr.ph

.lr.ph.lr.ph.lr.ph:                               ; preds = %.lr.ph.lr.ph.lr.ph.lr.ph, %tailrecurse.outer
  %.tr49.ph85 = phi i32 [ %3, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %.tr49.ph5772, %tailrecurse.outer ]
  %.tr48.ph84 = phi i32 [ %2, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %28, %tailrecurse.outer ]
  %.tr47.ph83 = phi i32 [ %1, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %26, %tailrecurse.outer ]
  %.tr.ph82 = phi i32 [ %0, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %42, %tailrecurse.outer ]
  %accumulator.tr.ph81 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %43, %tailrecurse.outer ]
  br label %.lr.ph.lr.ph

.lr.ph.lr.ph:                                     ; preds = %.lr.ph.lr.ph.lr.ph, %tailrecurse.outer50
  %.tr49.ph5478 = phi i32 [ %.tr49.ph85, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %.tr49.ph5772, %tailrecurse.outer50 ]
  %.tr48.ph5377 = phi i32 [ %.tr48.ph84, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %28, %tailrecurse.outer50 ]
  %.tr47.ph5276 = phi i32 [ %.tr47.ph83, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %26, %tailrecurse.outer50 ]
  %.tr.ph5175 = phi i32 [ %.tr.ph82, %.lr.ph.lr.ph.lr.ph ], [ %46, %tailrecurse.outer50 ]
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.lr.ph, %tailrecurse.outer55.backedge
  %.tr49.ph5772 = phi i32 [ %.tr49.ph5478, %.lr.ph.lr.ph ], [ %.tr49.ph57.be, %tailrecurse.outer55.backedge ]
  %.tr.ph5671 = phi i32 [ %.tr.ph5175, %.lr.ph.lr.ph ], [ %.tr.ph56.be, %tailrecurse.outer55.backedge ]
  %9 = sext i32 %.tr49.ph5772 to i64
  %10 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr @dr, i64 0, i64 %9
  %11 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr @dc, i64 0, i64 %9
  %12 = sext i32 %.tr.ph5671 to i64
  br label %13

13:                                               ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %indvars.iv = phi i64 [ %12, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %tailrecurse ]
  %14 = getelementptr inbounds [50050 x i8], ptr @instructions, i64 0, i64 %indvars.iv
  %15 = load i8, ptr %14, align 1, !tbaa !9
  switch i8 %15, label %24 [
    i8 68, label %16
    i8 69, label %20
  ]

16:                                               ; preds = %13
  %17 = add nsw i32 %.tr49.ph5772, 1
  %18 = srem i32 %17, 4
  br label %tailrecurse.outer55.backedge

tailrecurse.outer55.backedge:                     ; preds = %16, %20
  %.tr49.ph57.be = phi i32 [ %23, %20 ], [ %18, %16 ]
  %.tr6995 = trunc i64 %indvars.iv to i32
  %.tr.ph56.be = add nsw i32 %.tr6995, 1
  %19 = icmp eq i32 %5, %.tr.ph56.be
  br i1 %19, label %tailrecurse.outer55._crit_edge, label %.lr.ph

20:                                               ; preds = %13
  %21 = icmp eq i32 %.tr49.ph5772, 0
  %22 = add nsw i32 %.tr49.ph5772, -1
  %23 = select i1 %21, i32 3, i32 %22
  br label %tailrecurse.outer55.backedge

24:                                               ; preds = %13
  %25 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, %.tr47.ph5276
  %27 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %28 = add nsw i32 %27, %.tr48.ph5377
  %29 = icmp slt i32 %26, 0
  br i1 %29, label %tailrecurse, label %30

30:                                               ; preds = %24
  %31 = icmp eq i32 %26, %7
  %32 = icmp slt i32 %28, 0
  %or.cond = select i1 %31, i1 true, i1 %32
  %33 = icmp eq i32 %28, %8
  %or.cond46 = select i1 %or.cond, i1 true, i1 %33
  br i1 %or.cond46, label %tailrecurse, label %34

34:                                               ; preds = %30
  %35 = zext nneg i32 %26 to i64
  %36 = zext nneg i32 %28 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [110 x [110 x i8]], ptr @grid, i64 0, i64 %35, i64 %36
  %38 = load i8, ptr %37, align 1, !tbaa !9
  switch i8 %38, label %tailrecurse.outer50 [
    i8 35, label %tailrecurse
    i8 42, label %tailrecurse.outer
  ]

tailrecurse:                                      ; preds = %34, %30, %24
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %39 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %40 = icmp eq i32 %5, %39
  br i1 %40, label %tailrecurse.outer55._crit_edge, label %13

tailrecurse.outer:                                ; preds = %34
  %41 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  store i8 46, ptr %37, align 1, !tbaa !9
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  %43 = add nuw nsw i32 %accumulator.tr.ph81, 1
  %44 = icmp eq i32 %5, %42
  br i1 %44, label %tailrecurse.outer55._crit_edge, label %.lr.ph.lr.ph.lr.ph

tailrecurse.outer50:                              ; preds = %34
  %45 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  %47 = icmp eq i32 %5, %46
  br i1 %47, label %tailrecurse.outer55._crit_edge, label %.lr.ph.lr.ph

tailrecurse.outer55._crit_edge:                   ; preds = %tailrecurse.outer, %tailrecurse.outer50, %tailrecurse.outer55.backedge, %tailrecurse, %4
  %accumulator.tr.ph.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %accumulator.tr.ph81, %tailrecurse ], [ %accumulator.tr.ph81, %tailrecurse.outer55.backedge ], [ %accumulator.tr.ph81, %tailrecurse.outer50 ], [ %43, %tailrecurse.outer ]
  ret i32 %accumulator.tr.ph.lcssa
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, 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++ TBAA"}
!9 = !{!7, !7, i64 0}


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