; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 30. CPP Programs/Coinchange.ll (Z10coinchangeiiPi)

; 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 @_Z10coinchangeiiPi(i32 noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %15 = add nsw i32 %14, 1
  %16 = zext i32 %15 to i64
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %18 = add nsw i32 %17, 1
  %19 = zext i32 %18 to i64
  %20 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %20, ptr %8, align 8
  %21 = mul nuw i64 %16, %19
  %22 = alloca i32, i64 %21, align 16
  store i64 %16, ptr %9, align 8
  store i64 %19, ptr %10, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %23

23:                                               ; preds = %48, %3
  %24 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, 1
  %27 = icmp slt i32 %24, %26
  br i1 %27, label %29, label %28

28:                                               ; preds = %23
  store i32 2, ptr %12, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  br label %51

29:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %30

30:                                               ; preds = %44, %29
  %31 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %33 = add nsw i32 %32, 1
  %34 = icmp slt i32 %31, %33
  br i1 %34, label %36, label %35

35:                                               ; preds = %30
  store i32 5, ptr %12, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  br label %47

36:                                               ; preds = %30
  %37 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = mul nsw i64 %38, %19
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  store i32 -1, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %36
  %45 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %30, !llvm.loop !11

47:                                               ; preds = %35
  br label %48

48:                                               ; preds = %47
  %49 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  store i32 %50, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %23, !llvm.loop !13

51:                                               ; preds = %28
  %52 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %53 = icmp eq i32 %52, 0
  br i1 %53, label %54, label %62

54:                                               ; preds = %51
  %55 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = mul nsw i64 %56, %19
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds i32, ptr %58, i64 %60
  store i32 1, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %132

62:                                               ; preds = %51
  %63 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %64 = icmp eq i32 %63, 0
  br i1 %64, label %65, label %66

65:                                               ; preds = %62
  store i32 0, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %132

66:                                               ; preds = %62
  %67 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = mul nsw i64 %68, %19
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %69
  %71 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %70, i64 %72
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  %75 = icmp ne i32 %74, -1
  br i1 %75, label %76, label %85

76:                                               ; preds = %66
  %77 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = mul nsw i64 %78, %19
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds i32, ptr %80, i64 %82
  %84 = load i32, ptr %83, align 4, !tbaa !5
  store i32 %84, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %132

85:                                               ; preds = %66
  %86 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %87 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %88 = sub nsw i32 %87, 1
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds i32, ptr %86, i64 %89
  %91 = load i32, ptr %90, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %93 = icmp sle i32 %91, %92
  br i1 %93, label %94, label %119

94:                                               ; preds = %85
  %95 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %96 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %97 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %98 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %99 = sub nsw i32 %98, 1
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = getelementptr inbounds i32, ptr %97, i64 %100
  %102 = load i32, ptr %101, align 4, !tbaa !5
  %103 = sub nsw i32 %96, %102
  %104 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %105 = call noundef i32 @_Z10coinchangeiiPi(i32 noundef %95, i32 noundef %103, ptr noundef %104)
  %106 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %107 = sub nsw i32 %106, 1
  %108 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %109 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %110 = call noundef i32 @_Z10coinchangeiiPi(i32 noundef %107, i32 noundef %108, ptr noundef %109)
  %111 = add nsw i32 %105, %110
  %112 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %113 = sext i32 %112 to i64
  %114 = mul nsw i64 %113, %19
  %115 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %114
  %116 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %117 = sext i32 %116 to i64
  %118 = getelementptr inbounds i32, ptr %115, i64 %117
  store i32 %111, ptr %118, align 4, !tbaa !5
  store i32 %111, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %132

119:                                              ; preds = %85
  %120 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %121 = sub nsw i32 %120, 1
  %122 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %123 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %124 = call noundef i32 @_Z10coinchangeiiPi(i32 noundef %121, i32 noundef %122, ptr noundef %123)
  %125 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %126 = sext i32 %125 to i64
  %127 = mul nsw i64 %126, %19
  %128 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %127
  %129 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %130 = sext i32 %129 to i64
  %131 = getelementptr inbounds i32, ptr %128, i64 %130
  store i32 %124, ptr %131, align 4, !tbaa !5
  store i32 %124, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %132

132:                                              ; preds = %119, %94, %76, %65, %54
  %133 = load ptr, ptr %8, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %133)
  %134 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %134
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #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 }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !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: mustprogress nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z10coinchangeiiPi(i32 noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = add i32 %0, 1
  %5 = zext i32 %4 to i64
  %6 = add i32 %1, 1
  %7 = zext i32 %6 to i64
  %8 = mul nuw i64 %7, %5
  %9 = alloca i32, i64 %8, align 16
  %.not48 = icmp slt i32 %0, 0
  br i1 %.not48, label %._crit_edge50, label %.preheader.lr.ph

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %3
  %.not4546 = icmp slt i32 %1, 0
  br i1 %.not4546, label %._crit_edge50.thread, label %.preheader.preheader

.preheader.preheader:                             ; preds = %.preheader.lr.ph
  %10 = shl i64 %8, 2
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 16 %9, i8 -1, i64 %10, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge50

._crit_edge50:                                    ; preds = %.preheader.preheader, %3
  %11 = icmp eq i32 %1, 0
  br i1 %11, label %32, label %._crit_edge50.thread

._crit_edge50.thread:                             ; preds = %.preheader.lr.ph, %._crit_edge50
  %12 = icmp eq i32 %0, 0
  br i1 %12, label %32, label %13

13:                                               ; preds = %._crit_edge50.thread
  %14 = sext i32 %0 to i64
  %15 = mul nsw i64 %7, %14
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %15
  %17 = sext i32 %1 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %.not43 = icmp eq i32 %19, -1
  br i1 %.not43, label %20, label %32

20:                                               ; preds = %13
  %21 = add nsw i32 %0, -1
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %.not44 = icmp sgt i32 %24, %1
  br i1 %.not44, label %30, label %25

25:                                               ; preds = %20
  %26 = sub nsw i32 %1, %24
  %27 = tail call noundef i32 @_Z10coinchangeiiPi(i32 noundef %0, i32 noundef %26, ptr noundef nonnull %2)
  %28 = tail call noundef i32 @_Z10coinchangeiiPi(i32 noundef %21, i32 noundef %1, ptr noundef nonnull %2)
  %29 = add nsw i32 %28, %27
  br label %32

30:                                               ; preds = %20
  %31 = tail call noundef i32 @_Z10coinchangeiiPi(i32 noundef %21, i32 noundef %1, ptr noundef nonnull %2)
  br label %32

32:                                               ; preds = %._crit_edge50, %13, %._crit_edge50.thread, %30, %25
  %.038 = phi i32 [ %29, %25 ], [ %31, %30 ], [ 0, %._crit_edge50.thread ], [ %19, %13 ], [ 1, %._crit_edge50 ]
  ret i32 %.038
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) 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 nounwind willreturn memory(argmem: write) }

!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"}


; Effective O3 passes: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,DSEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass