; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 11. Stack (Infix_to_Postfix_and_Evaluation)

; 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: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @isoprand(i8 noundef signext) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @prac(i8 noundef signext) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @push(ptr noundef, ptr noundef, i8 noundef signext) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local signext i8 @pop(ptr noundef, ptr noundef) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @read(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @isempty(ptr noundef, i32 noundef) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @infixtopostfix(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca [20 x i8], align 16
  %6 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 20, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 -1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %7

7:                                                ; preds = %98, %2
  %8 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %9 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !11
  %10 = sext i8 %9 to i32
  %11 = icmp ne i32 %10, 0
  br i1 %11, label %12, label %99

12:                                               ; preds = %7
  %13 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %14 = load i8, ptr %13, align 1, !tbaa !11
  %15 = call i32 @isoprand(i8 noundef signext %14)
  %16 = icmp ne i32 %15, 0
  br i1 %16, label %17, label %27

17:                                               ; preds = %12
  %18 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i8, ptr %18, align 1, !tbaa !11
  %20 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i8 %19, ptr %20, align 1, !tbaa !11
  %21 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %21, i32 1
  store ptr %22, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i8, ptr %21, align 1, !tbaa !11
  %24 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %25 = getelementptr inbounds i8, ptr %24, i32 1
  store ptr %25, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i8, ptr %24, align 1, !tbaa !11
  br label %98

27:                                               ; preds = %12
  %28 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i8, ptr %28, align 1, !tbaa !11
  %30 = sext i8 %29 to i32
  %31 = icmp eq i32 %30, 40
  br i1 %31, label %32, label %37

32:                                               ; preds = %27
  %33 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  call void @push(ptr noundef %33, ptr noundef %6, i8 noundef signext 40)
  %34 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds i8, ptr %34, i32 1
  store ptr %35, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i8, ptr %34, align 1, !tbaa !11
  br label %97

37:                                               ; preds = %27
  %38 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i8, ptr %38, align 1, !tbaa !11
  %40 = sext i8 %39 to i32
  %41 = icmp eq i32 %40, 41
  br i1 %41, label %42, label %61

42:                                               ; preds = %37
  br label %43

43:                                               ; preds = %48, %42
  %44 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %46 = call i32 @read(ptr noundef %44, i32 noundef %45, i32 noundef 1)
  %47 = icmp ne i32 %46, 40
  br i1 %47, label %48, label %55

48:                                               ; preds = %43
  %49 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %50 = call signext i8 @pop(ptr noundef %49, ptr noundef %6)
  %51 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i8 %50, ptr %51, align 1, !tbaa !11
  %52 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %53 = getelementptr inbounds i8, ptr %52, i32 1
  store ptr %53, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i8, ptr %52, align 1, !tbaa !11
  br label %43, !llvm.loop !12

55:                                               ; preds = %43
  %56 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %57 = getelementptr inbounds i8, ptr %56, i32 1
  store ptr %57, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i8, ptr %56, align 1, !tbaa !11
  %59 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %60 = call signext i8 @pop(ptr noundef %59, ptr noundef %6)
  br label %96

61:                                               ; preds = %37
  %62 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %63 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %64 = call i32 @isempty(ptr noundef %62, i32 noundef %63)
  %65 = icmp ne i32 %64, 0
  br i1 %65, label %81, label %66

66:                                               ; preds = %61
  %67 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %68 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %69 = call i32 @read(ptr noundef %67, i32 noundef %68, i32 noundef 1)
  %70 = icmp eq i32 %69, 40
  br i1 %70, label %81, label %71

71:                                               ; preds = %66
  %72 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i8, ptr %72, align 1, !tbaa !11
  %74 = call i32 @prac(i8 noundef signext %73)
  %75 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %76 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %77 = call i32 @read(ptr noundef %75, i32 noundef %76, i32 noundef 1)
  %78 = trunc i32 %77 to i8
  %79 = call i32 @prac(i8 noundef signext %78)
  %80 = icmp sgt i32 %74, %79
  br i1 %80, label %81, label %88

81:                                               ; preds = %71, %66, %61
  %82 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %83 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i8, ptr %83, align 1, !tbaa !11
  call void @push(ptr noundef %82, ptr noundef %6, i8 noundef signext %84)
  %85 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %86 = getelementptr inbounds i8, ptr %85, i32 1
  store ptr %86, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i8, ptr %85, align 1, !tbaa !11
  br label %95

88:                                               ; preds = %71
  %89 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %90 = call signext i8 @pop(ptr noundef %89, ptr noundef %6)
  %91 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i8 %90, ptr %91, align 1, !tbaa !11
  %92 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %93 = getelementptr inbounds i8, ptr %92, i32 1
  store ptr %93, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %94 = load i8, ptr %92, align 1, !tbaa !11
  br label %95

95:                                               ; preds = %88, %81
  br label %96

96:                                               ; preds = %95, %55
  br label %97

97:                                               ; preds = %96, %32
  br label %98

98:                                               ; preds = %97, %17
  br label %7, !llvm.loop !14

99:                                               ; preds = %7
  br label %100

100:                                              ; preds = %106, %99
  %101 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %102 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %103 = call i32 @isempty(ptr noundef %101, i32 noundef %102)
  %104 = icmp ne i32 %103, 0
  %105 = xor i1 %104, true
  br i1 %105, label %106, label %113

106:                                              ; preds = %100
  %107 = getelementptr inbounds [20 x i8], ptr %5, i64 0, i64 0
  %108 = call signext i8 @pop(ptr noundef %107, ptr noundef %6)
  %109 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i8 %108, ptr %109, align 1, !tbaa !11
  %110 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %111 = getelementptr inbounds i8, ptr %110, i32 1
  store ptr %111, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %112 = load i8, ptr %110, align 1, !tbaa !11
  br label %100, !llvm.loop !15

113:                                              ; preds = %100
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 20, ptr %5) #2
  ret void
}

; 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 = !{!"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 = !{!7, !7, i64 0}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!14 = distinct !{!14, !13}
!15 = distinct !{!15, !13}


; 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
declare dso_local i32 @isoprand(i8 noundef signext) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @prac(i8 noundef signext) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @push(ptr noundef, ptr noundef, i8 noundef signext) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local signext i8 @pop(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @read(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @isempty(ptr noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @infixtopostfix(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef writeonly %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = alloca [20 x i8], align 16
  %4 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 20, ptr nonnull %3) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr nonnull %4) #2
  store i32 -1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %5 = load i8, ptr %0, align 1, !tbaa !9
  %.not29 = icmp eq i8 %5, 0
  br i1 %.not29, label %.preheader, label %.lr.ph33

.preheader.loopexit:                              ; preds = %46
  %.pre = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.loopexit, %2
  %6 = phi i32 [ -1, %2 ], [ %.pre, %.preheader.loopexit ]
  %.0.lcssa = phi ptr [ %1, %2 ], [ %.2, %.preheader.loopexit ]
  %7 = call i32 @isempty(ptr noundef nonnull %3, i32 noundef %6)
  %.not2235 = icmp eq i32 %7, 0
  br i1 %.not2235, label %.lr.ph37, label %._crit_edge38

.lr.ph33:                                         ; preds = %2, %46
  %8 = phi i8 [ %47, %46 ], [ %5, %2 ]
  %.031 = phi ptr [ %.2, %46 ], [ %1, %2 ]
  %.01930 = phi ptr [ %.120, %46 ], [ %0, %2 ]
  %9 = call i32 @isoprand(i8 noundef signext %8)
  %.not23 = icmp eq i32 %9, 0
  %10 = load i8, ptr %.01930, align 1, !tbaa !9
  br i1 %.not23, label %14, label %11

11:                                               ; preds = %.lr.ph33
  store i8 %10, ptr %.031, align 1, !tbaa !9
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %.01930, i64 1
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %.031, i64 1
  br label %46

14:                                               ; preds = %.lr.ph33
  switch i8 %10, label %25 [
    i8 40, label %17
    i8 41, label %.preheader26
  ]

.preheader26:                                     ; preds = %14
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %16 = call i32 @read(ptr noundef nonnull %3, i32 noundef %15, i32 noundef 1)
  %.not2527 = icmp eq i32 %16, 40
  br i1 %.not2527, label %._crit_edge, label %.lr.ph

17:                                               ; preds = %14
  call void @push(ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %4, i8 noundef signext 40)
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %.01930, i64 1
  br label %46

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader26, %.lr.ph
  %.128 = phi ptr [ %20, %.lr.ph ], [ %.031, %.preheader26 ]
  %19 = call signext i8 @pop(ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %4)
  store i8 %19, ptr %.128, align 1, !tbaa !9
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %.128, i64 1
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = call i32 @read(ptr noundef nonnull %3, i32 noundef %21, i32 noundef 1)
  %.not25 = icmp eq i32 %22, 40
  br i1 %.not25, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !10

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %.preheader26
  %.1.lcssa = phi ptr [ %.031, %.preheader26 ], [ %20, %.lr.ph ]
  %23 = getelementptr inbounds i8, ptr %.01930, i64 1
  %24 = call signext i8 @pop(ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %4)
  br label %46

25:                                               ; preds = %14
  %26 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %27 = call i32 @isempty(ptr noundef nonnull %3, i32 noundef %26)
  %.not24 = icmp eq i32 %27, 0
  br i1 %.not24, label %28, label %40

28:                                               ; preds = %25
  %29 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %30 = call i32 @read(ptr noundef nonnull %3, i32 noundef %29, i32 noundef 1)
  %31 = icmp eq i32 %30, 40
  br i1 %31, label %40, label %32

32:                                               ; preds = %28
  %33 = load i8, ptr %.01930, align 1, !tbaa !9
  %34 = call i32 @prac(i8 noundef signext %33)
  %35 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %36 = call i32 @read(ptr noundef nonnull %3, i32 noundef %35, i32 noundef 1)
  %37 = trunc i32 %36 to i8
  %38 = call i32 @prac(i8 noundef signext %37)
  %39 = icmp sgt i32 %34, %38
  br i1 %39, label %40, label %43

40:                                               ; preds = %32, %28, %25
  %41 = load i8, ptr %.01930, align 1, !tbaa !9
  call void @push(ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %4, i8 noundef signext %41)
  %42 = getelementptr inbounds i8, ptr %.01930, i64 1
  br label %46

43:                                               ; preds = %32
  %44 = call signext i8 @pop(ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %4)
  store i8 %44, ptr %.031, align 1, !tbaa !9
  %45 = getelementptr inbounds i8, ptr %.031, i64 1
  br label %46

46:                                               ; preds = %17, %40, %43, %._crit_edge, %11
  %.120 = phi ptr [ %12, %11 ], [ %18, %17 ], [ %23, %._crit_edge ], [ %42, %40 ], [ %.01930, %43 ]
  %.2 = phi ptr [ %13, %11 ], [ %.031, %17 ], [ %.1.lcssa, %._crit_edge ], [ %.031, %40 ], [ %45, %43 ]
  %47 = load i8, ptr %.120, align 1, !tbaa !9
  %.not = icmp eq i8 %47, 0
  br i1 %.not, label %.preheader.loopexit, label %.lr.ph33, !llvm.loop !12

.lr.ph37:                                         ; preds = %.preheader, %.lr.ph37
  %.336 = phi ptr [ %49, %.lr.ph37 ], [ %.0.lcssa, %.preheader ]
  %48 = call signext i8 @pop(ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %4)
  store i8 %48, ptr %.336, align 1, !tbaa !9
  %49 = getelementptr inbounds i8, ptr %.336, i64 1
  %50 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %51 = call i32 @isempty(ptr noundef nonnull %3, i32 noundef %50)
  %.not22 = icmp eq i32 %51, 0
  br i1 %.not22, label %.lr.ph37, label %._crit_edge38, !llvm.loop !13

._crit_edge38:                                    ; preds = %.lr.ph37, %.preheader
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr nonnull %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 20, ptr nonnull %3) #2
  ret void
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: mustprogress 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 = { mustprogress 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/C++ TBAA"}
!9 = !{!7, !7, i64 0}
!10 = distinct !{!10, !11}
!11 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!12 = distinct !{!12, !11}
!13 = distinct !{!13, !11}


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