; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Graph Algorithms/Traveling Salesman Problem (TSP) (Program)

; 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"

@dist = external dso_local global [4 x [4 x i32]], align 16
@dp = external dso_local global [16 x [4 x i32]], align 16

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @tsp(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %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
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp eq i32 %9, 15
  br i1 %10, label %11, label %17

11:                                               ; preds = %2
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %13 = sext i32 %12 to i64
  %14 = getelementptr inbounds [4 x [4 x i32]], ptr @dist, i64 0, i64 %13
  %15 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %14, i64 0, i64 0
  %16 = load i32, ptr %15, align 16, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %3, align 4
  br label %81

17:                                               ; preds = %2
  %18 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [16 x [4 x i32]], ptr @dp, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %20, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp ne i32 %24, -1
  br i1 %25, label %26, label %34

26:                                               ; preds = %17
  %27 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [16 x [4 x i32]], ptr @dp, i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %29, i64 0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  store i32 %33, ptr %3, align 4
  br label %81

34:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 2147483647, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %35

35:                                               ; preds = %70, %34
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp slt i32 %36, 4
  br i1 %37, label %39, label %38

38:                                               ; preds = %35
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %73

39:                                               ; preds = %35
  %40 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %42 = shl i32 1, %41
  %43 = and i32 %40, %42
  %44 = icmp eq i32 %43, 0
  br i1 %44, label %45, label %69

45:                                               ; preds = %39
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %46 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [4 x [4 x i32]], ptr @dist, i64 0, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %48, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %55 = shl i32 1, %54
  %56 = or i32 %53, %55
  %57 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %58 = call i32 @tsp(i32 noundef %56, i32 noundef %57)
  %59 = add nsw i32 %52, %58
  store i32 %59, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %62 = icmp slt i32 %60, %61
  br i1 %62, label %63, label %65

63:                                               ; preds = %45
  %64 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %67

65:                                               ; preds = %45
  %66 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %67

67:                                               ; preds = %65, %63
  %68 = phi i32 [ %64, %63 ], [ %66, %65 ]
  store i32 %68, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %69

69:                                               ; preds = %67, %39
  br label %70

70:                                               ; preds = %69
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %72 = add nsw i32 %71, 1
  store i32 %72, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %35, !llvm.loop !9

73:                                               ; preds = %38
  %74 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds [16 x [4 x i32]], ptr @dp, i64 0, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds [4 x i32], ptr %77, i64 0, i64 %79
  store i32 %74, ptr %80, align 4, !tbaa !5
  store i32 %74, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %81

81:                                               ; preds = %73, %26, %11
  %82 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %82
}

; 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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"

@dist = external dso_local local_unnamed_addr global [4 x [4 x i32]], align 16
@dp = external dso_local local_unnamed_addr global [16 x [4 x i32]], align 16

; Function Attrs: nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local i32 @tsp(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp eq i32 %0, 15
  br i1 %3, label %4, label %8

4:                                                ; preds = %2
  %5 = sext i32 %1 to i64
  %6 = getelementptr inbounds [4 x [4 x i32]], ptr @dist, i64 0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 16, !tbaa !5
  br label %49

8:                                                ; preds = %2
  %9 = sext i32 %0 to i64
  %10 = sext i32 %1 to i64
  %11 = getelementptr inbounds [16 x [4 x i32]], ptr @dp, i64 0, i64 %9, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %12, -1
  br i1 %.not, label %.preheader.preheader, label %49

.preheader.preheader:                             ; preds = %8
  %13 = and i32 %0, 1
  %14 = icmp eq i32 %13, 0
  br i1 %14, label %15, label %.preheader.1

15:                                               ; preds = %.preheader.preheader
  %16 = getelementptr inbounds [4 x [4 x i32]], ptr @dist, i64 0, i64 %10, i64 0
  %17 = load i32, ptr %16, align 16, !tbaa !5
  %18 = or disjoint i32 %0, 1
  %19 = tail call i32 @tsp(i32 noundef %18, i32 noundef 0)
  %20 = add nsw i32 %19, %17
  br label %.preheader.1

.preheader.1:                                     ; preds = %.preheader.preheader, %15
  %.1 = phi i32 [ %20, %15 ], [ 2147483647, %.preheader.preheader ]
  %21 = and i32 %0, 2
  %22 = icmp eq i32 %21, 0
  br i1 %22, label %23, label %.preheader.2

23:                                               ; preds = %.preheader.1
  %24 = getelementptr inbounds [4 x [4 x i32]], ptr @dist, i64 0, i64 %10, i64 1
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = or disjoint i32 %0, 2
  %27 = tail call i32 @tsp(i32 noundef %26, i32 noundef 1)
  %28 = add nsw i32 %27, %25
  %29 = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %28, i32 %.1)
  br label %.preheader.2

.preheader.2:                                     ; preds = %23, %.preheader.1
  %.1.1 = phi i32 [ %29, %23 ], [ %.1, %.preheader.1 ]
  %30 = and i32 %0, 4
  %31 = icmp eq i32 %30, 0
  br i1 %31, label %32, label %.preheader.3

32:                                               ; preds = %.preheader.2
  %33 = getelementptr inbounds [4 x [4 x i32]], ptr @dist, i64 0, i64 %10, i64 2
  %34 = load i32, ptr %33, align 8, !tbaa !5
  %35 = or disjoint i32 %0, 4
  %36 = tail call i32 @tsp(i32 noundef %35, i32 noundef 2)
  %37 = add nsw i32 %36, %34
  %38 = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %37, i32 %.1.1)
  br label %.preheader.3

.preheader.3:                                     ; preds = %32, %.preheader.2
  %.1.2 = phi i32 [ %38, %32 ], [ %.1.1, %.preheader.2 ]
  %39 = and i32 %0, 8
  %40 = icmp eq i32 %39, 0
  br i1 %40, label %41, label %48

41:                                               ; preds = %.preheader.3
  %42 = getelementptr inbounds [4 x [4 x i32]], ptr @dist, i64 0, i64 %10, i64 3
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = or disjoint i32 %0, 8
  %45 = tail call i32 @tsp(i32 noundef %44, i32 noundef 3)
  %46 = add nsw i32 %45, %43
  %47 = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %46, i32 %.1.2)
  br label %48

48:                                               ; preds = %41, %.preheader.3
  %.1.3 = phi i32 [ %47, %41 ], [ %.1.2, %.preheader.3 ]
  store i32 %.1.3, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %49

49:                                               ; preds = %8, %48, %4
  %.0 = phi i32 [ %7, %4 ], [ %.1.3, %48 ], [ %12, %8 ]
  ret i32 %.0
}

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

attributes #0 = { nofree 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" }
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)"}
!5 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}


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