; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Recursion/SmwakAlgorithm (smwak)

; 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
define dso_local zeroext i1 @is_totally_monotone(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i1, align 1
  %5 = alloca ptr, align 8
  %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
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %11

11:                                               ; preds = %74, %3
  %12 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp slt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %16, label %15

15:                                               ; preds = %11
  store i32 2, ptr %9, align 4
  br label %77

16:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 1, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %17

17:                                               ; preds = %68, %16
  %18 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp slt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %22, label %21

21:                                               ; preds = %17
  store i32 5, ptr %9, align 4
  br label %71

22:                                               ; preds = %17
  %23 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds ptr, ptr %23, i64 %25
  %27 = load ptr, ptr %26, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %34 = sub nsw i32 %33, 1
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds ptr, ptr %32, i64 %35
  %37 = load ptr, ptr %36, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !9
  %42 = icmp slt i32 %31, %41
  br i1 %42, label %43, label %67

43:                                               ; preds = %22
  %44 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds ptr, ptr %44, i64 %46
  %48 = load ptr, ptr %47, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %50 = sub nsw i32 %49, 1
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !9
  %54 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %56 = sub nsw i32 %55, 1
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds ptr, ptr %54, i64 %57
  %59 = load ptr, ptr %58, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %61 = sub nsw i32 %60, 1
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds i32, ptr %59, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !9
  %65 = icmp sgt i32 %53, %64
  br i1 %65, label %66, label %67

66:                                               ; preds = %43
  store i1 false, ptr %4, align 1
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %71

67:                                               ; preds = %43, %22
  br label %68

68:                                               ; preds = %67
  %69 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %70 = add nsw i32 %69, 1
  store i32 %70, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %17, !llvm.loop !11

71:                                               ; preds = %66, %21
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %72 = load i32, ptr %9, align 4
  switch i32 %72, label %77 [
    i32 5, label %73
  ]

73:                                               ; preds = %71
  br label %74

74:                                               ; preds = %73
  %75 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %11, !llvm.loop !13

77:                                               ; preds = %71, %15
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %78 = load i32, ptr %9, align 4
  switch i32 %78, label %82 [
    i32 2, label %79
    i32 1, label %80
  ]

79:                                               ; preds = %77
  store i1 true, ptr %4, align 1
  br label %80

80:                                               ; preds = %79, %77
  %81 = load i1, ptr %4, align 1
  ret i1 %81

82:                                               ; preds = %77
  unreachable
}

; 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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; 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: nofree norecurse nosync nounwind memory(read, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local zeroext i1 @is_totally_monotone(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp sgt i32 %2, 1
  %.not27 = icmp sgt i32 %1, 1
  %or.cond = and i1 %4, %.not27
  br i1 %or.cond, label %.preheader.us.preheader, label %.thread

.preheader.us.preheader:                          ; preds = %3
  %5 = zext nneg i32 %2 to i64
  %wide.trip.count40 = zext nneg i32 %2 to i64
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.us.preheader, %._crit_edge.us
  %indvars.iv38 = phi i64 [ 1, %.preheader.us.preheader ], [ %indvars.iv.next39, %._crit_edge.us ]
  %6 = phi i1 [ false, %.preheader.us.preheader ], [ %25, %._crit_edge.us ]
  %7 = add nsw i64 %indvars.iv38, -1
  br label %8

8:                                                ; preds = %.preheader.us, %24
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.preheader.us ], [ %indvars.iv.next, %24 ]
  %9 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %10 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv38
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %13 = getelementptr i8, ptr %9, i64 -8
  %14 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %indvars.iv38
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp slt i32 %12, %16
  br i1 %17, label %18, label %24

18:                                               ; preds = %8
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %7
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %7
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %23 = icmp sgt i32 %20, %22
  br i1 %23, label %.thread, label %24

24:                                               ; preds = %18, %8
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond37.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond37.not, label %._crit_edge.us, label %8, !llvm.loop !11

._crit_edge.us:                                   ; preds = %24
  %indvars.iv.next39 = add nuw nsw i64 %indvars.iv38, 1
  %25 = icmp uge i64 %indvars.iv.next39, %5
  %exitcond41 = icmp eq i64 %indvars.iv.next39, %wide.trip.count40
  br i1 %exitcond41, label %.thread, label %.preheader.us, !llvm.loop !13

.thread:                                          ; preds = %._crit_edge.us, %18, %3
  %26 = phi i1 [ true, %3 ], [ %6, %18 ], [ %25, %._crit_edge.us ]
  ret i1 %26
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(read, 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 = !{!"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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


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