; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Graph Algorithms/Cycle detection using dfs (code)

; 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 i32 @longestIncreasingSubsequence(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %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 ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %14 = zext i32 %13 to i64
  %15 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %15, ptr %5, align 8
  %16 = alloca i32, i64 %14, align 16
  store i64 %14, ptr %6, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %17

17:                                               ; preds = %26, %2
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp slt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %22, label %21

21:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  br label %29

22:                                               ; preds = %17
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %24
  store i32 1, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  br label %26

26:                                               ; preds = %22
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %17, !llvm.loop !11

29:                                               ; preds = %21
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %30

30:                                               ; preds = %78, %29
  %31 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp slt i32 %31, %32
  br i1 %33, label %35, label %34

34:                                               ; preds = %30
  store i32 5, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %81

35:                                               ; preds = %30
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %36

36:                                               ; preds = %74, %35
  %37 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %39 = icmp slt i32 %37, %38
  br i1 %39, label %41, label %40

40:                                               ; preds = %36
  store i32 8, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %77

41:                                               ; preds = %36
  %42 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %42, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  %47 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !9
  %52 = icmp sgt i32 %46, %51
  br i1 %52, label %53, label %73

53:                                               ; preds = %41
  %54 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !9
  %58 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  %63 = icmp slt i32 %57, %62
  br i1 %63, label %64, label %73

64:                                               ; preds = %53
  %65 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  %70 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %71
  store i32 %69, ptr %72, align 4, !tbaa !9
  br label %73

73:                                               ; preds = %64, %53, %41
  br label %74

74:                                               ; preds = %73
  %75 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %36, !llvm.loop !13

77:                                               ; preds = %40
  br label %78

78:                                               ; preds = %77
  %79 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %30, !llvm.loop !14

81:                                               ; preds = %34
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %82

82:                                               ; preds = %100, %81
  %83 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %84 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %85 = icmp slt i32 %83, %84
  br i1 %85, label %87, label %86

86:                                               ; preds = %82
  store i32 11, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  br label %103

87:                                               ; preds = %82
  %88 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %89 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %90
  %92 = load i32, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  %93 = icmp slt i32 %88, %92
  br i1 %93, label %94, label %99

94:                                               ; preds = %87
  %95 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %96
  %98 = load i32, ptr %97, align 4, !tbaa !9
  store i32 %98, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %99

99:                                               ; preds = %94, %87
  br label %100

100:                                              ; preds = %99
  %101 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  store i32 %102, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %82, !llvm.loop !15

103:                                              ; preds = %86
  %104 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %105 = load ptr, ptr %5, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %105)
  ret i32 %104
}

; 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 = { 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 }
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 = !{!"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}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !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(argmem: read) uwtable
define dso_local range(i32 0, -2147483648) i32 @longestIncreasingSubsequence(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = zext i32 %1 to i64
  %4 = alloca i32, i64 %3, align 16
  %5 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %5, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %2
  %min.iters.check = icmp ult i32 %1, 8
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph.preheader73, label %vector.ph

.lr.ph.preheader73:                               ; preds = %middle.block, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv.ph = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %n.vec, %middle.block ]
  br label %.lr.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph.preheader
  %n.vec = and i64 %3, 2147483640
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %index
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 16
  store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, ptr %6, align 16, !tbaa !5
  store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, ptr %7, align 16, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %8 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %8, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %n.vec, %3
  br i1 %cmp.n, label %.preheader34, label %.lr.ph.preheader73

.preheader34:                                     ; preds = %.lr.ph, %middle.block
  %.not57 = icmp eq i32 %1, 1
  br i1 %.not57, label %.preheader, label %.preheader33

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader73, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.ph, %.lr.ph.preheader73 ]
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %3
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader34, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

.preheader33:                                     ; preds = %.preheader34, %.epilog-lcssa
  %indvar = phi i64 [ %indvar.next, %.epilog-lcssa ], [ 0, %.preheader34 ]
  %indvars.iv47 = phi i64 [ %indvars.iv.next48, %.epilog-lcssa ], [ 1, %.preheader34 ]
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv47
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv47
  %xtraiter = and i64 %indvars.iv47, 1
  %13 = icmp eq i64 %indvar, 0
  br i1 %13, label %.unr-lcssa, label %.preheader33.new

.preheader33.new:                                 ; preds = %.preheader33
  %unroll_iter = and i64 %indvars.iv47, 9223372036854775806
  br label %29

.preheader:                                       ; preds = %.epilog-lcssa, %.preheader34
  br i1 %5, label %.lr.ph40.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph40.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %min.iters.check60 = icmp ult i32 %1, 8
  br i1 %min.iters.check60, label %.lr.ph40.preheader71, label %vector.ph61

.lr.ph40.preheader71:                             ; preds = %middle.block58, %.lr.ph40.preheader
  %indvars.iv52.ph = phi i64 [ 0, %.lr.ph40.preheader ], [ %n.vec63, %middle.block58 ]
  %.02638.ph = phi i32 [ 0, %.lr.ph40.preheader ], [ %19, %middle.block58 ]
  br label %.lr.ph40

vector.ph61:                                      ; preds = %.lr.ph40.preheader
  %n.vec63 = and i64 %3, 2147483640
  br label %vector.body65

vector.body65:                                    ; preds = %vector.body65, %vector.ph61
  %index66 = phi i64 [ 0, %vector.ph61 ], [ %index.next69, %vector.body65 ]
  %vec.phi = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %vector.ph61 ], [ %16, %vector.body65 ]
  %vec.phi67 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %vector.ph61 ], [ %17, %vector.body65 ]
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %index66
  %15 = getelementptr inbounds i8, ptr %14, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %14, align 16, !tbaa !5
  %wide.load68 = load <4 x i32>, ptr %15, align 16, !tbaa !5
  %16 = tail call <4 x i32> @llvm.smax.v4i32(<4 x i32> %vec.phi, <4 x i32> %wide.load)
  %17 = tail call <4 x i32> @llvm.smax.v4i32(<4 x i32> %vec.phi67, <4 x i32> %wide.load68)
  %index.next69 = add nuw i64 %index66, 8
  %18 = icmp eq i64 %index.next69, %n.vec63
  br i1 %18, label %middle.block58, label %vector.body65, !llvm.loop !14

middle.block58:                                   ; preds = %vector.body65
  %rdx.minmax = tail call <4 x i32> @llvm.smax.v4i32(<4 x i32> %16, <4 x i32> %17)
  %19 = tail call i32 @llvm.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %rdx.minmax)
  %cmp.n70 = icmp eq i64 %n.vec63, %3
  br i1 %cmp.n70, label %._crit_edge, label %.lr.ph40.preheader71

.unr-lcssa:                                       ; preds = %49, %.preheader33
  %indvars.iv42.unr = phi i64 [ 0, %.preheader33 ], [ %indvars.iv.next43.1, %49 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.epilog-lcssa, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %.unr-lcssa
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv42.unr
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp sgt i32 %11, %21
  br i1 %22, label %23, label %.epilog-lcssa

23:                                               ; preds = %.epil.preheader
  %24 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv42.unr
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %.not.epil = icmp sgt i32 %24, %26
  br i1 %.not.epil, label %.epilog-lcssa, label %27

27:                                               ; preds = %23
  %28 = add nsw i32 %26, 1
  store i32 %28, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %.epilog-lcssa

.epilog-lcssa:                                    ; preds = %.epil.preheader, %23, %27, %.unr-lcssa
  %indvars.iv.next48 = add nuw nsw i64 %indvars.iv47, 1
  %exitcond51.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next48, %3
  %indvar.next = add i64 %indvar, 1
  br i1 %exitcond51.not, label %.preheader, label %.preheader33, !llvm.loop !15

29:                                               ; preds = %49, %.preheader33.new
  %indvars.iv42 = phi i64 [ 0, %.preheader33.new ], [ %indvars.iv.next43.1, %49 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.preheader33.new ], [ %niter.next.1, %49 ]
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv42
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp sgt i32 %11, %31
  br i1 %32, label %33, label %39

33:                                               ; preds = %29
  %34 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv42
  %36 = load i32, ptr %35, align 8, !tbaa !5
  %.not = icmp sgt i32 %34, %36
  br i1 %.not, label %39, label %37

37:                                               ; preds = %33
  %38 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %38, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %39

39:                                               ; preds = %29, %33, %37
  %indvars.iv.next43 = or disjoint i64 %indvars.iv42, 1
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next43
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = icmp sgt i32 %11, %41
  br i1 %42, label %43, label %49

43:                                               ; preds = %39
  %44 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv.next43
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %.not.1 = icmp sgt i32 %44, %46
  br i1 %.not.1, label %49, label %47

47:                                               ; preds = %43
  %48 = add nsw i32 %46, 1
  store i32 %48, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %49

49:                                               ; preds = %47, %43, %39
  %indvars.iv.next43.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv42, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.unr-lcssa, label %29, !llvm.loop !16

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph40, %middle.block58, %2, %.preheader
  %.026.lcssa = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ 0, %2 ], [ %19, %middle.block58 ], [ %spec.select, %.lr.ph40 ]
  ret i32 %.026.lcssa

.lr.ph40:                                         ; preds = %.lr.ph40.preheader71, %.lr.ph40
  %indvars.iv52 = phi i64 [ %indvars.iv.next53, %.lr.ph40 ], [ %indvars.iv52.ph, %.lr.ph40.preheader71 ]
  %.02638 = phi i32 [ %spec.select, %.lr.ph40 ], [ %.02638.ph, %.lr.ph40.preheader71 ]
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv52
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %spec.select = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %.02638, i32 %51)
  %indvars.iv.next53 = add nuw nsw i64 %indvars.iv52, 1
  %exitcond56.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next53, %3
  br i1 %exitcond56.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph40, !llvm.loop !17
}

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

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare <4 x i32> @llvm.smax.v4i32(<4 x i32>, <4 x i32>) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32>) #1

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind 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 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"}
!9 = distinct !{!9, !10, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10, !12, !11}
!14 = distinct !{!14, !10, !11, !12}
!15 = distinct !{!15, !10}
!16 = distinct !{!16, !10}
!17 = distinct !{!17, !10, !12, !11}


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