; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Dynamic Programming/Dice Throw Problem (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"

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @countWays(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 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 i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = add nsw i32 %16, 1
  %18 = zext i32 %17 to i64
  %19 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %20 = add nsw i32 %19, 1
  %21 = zext i32 %20 to i64
  %22 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %22, ptr %7, align 8
  %23 = mul nuw i64 %18, %21
  %24 = alloca i32, i64 %23, align 16
  store i64 %18, ptr %8, align 8
  store i64 %21, ptr %9, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %48, %3
  %26 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp sle i32 %26, %27
  br i1 %28, label %30, label %29

29:                                               ; preds = %25
  store i32 2, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %51

30:                                               ; preds = %25
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %31

31:                                               ; preds = %44, %30
  %32 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %34 = icmp sle i32 %32, %33
  br i1 %34, label %36, label %35

35:                                               ; preds = %31
  store i32 5, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  br label %47

36:                                               ; preds = %31
  %37 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = mul nsw i64 %38, %21
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  store i32 0, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %36
  %45 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %31, !llvm.loop !9

47:                                               ; preds = %35
  br label %48

48:                                               ; preds = %47
  %49 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  store i32 %50, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %25, !llvm.loop !11

51:                                               ; preds = %29
  %52 = mul nsw i64 0, %21
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %52
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %53, i64 0
  store i32 1, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  store i32 1, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %55

55:                                               ; preds = %107, %51
  %56 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %58 = icmp sle i32 %56, %57
  br i1 %58, label %60, label %59

59:                                               ; preds = %55
  store i32 8, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  br label %110

60:                                               ; preds = %55
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #3
  store i32 1, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %61

61:                                               ; preds = %103, %60
  %62 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %64 = icmp sle i32 %62, %63
  br i1 %64, label %66, label %65

65:                                               ; preds = %61
  store i32 11, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #3
  br label %106

66:                                               ; preds = %61
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #3
  store i32 1, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %67

67:                                               ; preds = %99, %66
  %68 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %70 = icmp sle i32 %68, %69
  br i1 %70, label %71, label %75

71:                                               ; preds = %67
  %72 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %74 = icmp sle i32 %72, %73
  br label %75

75:                                               ; preds = %71, %67
  %76 = phi i1 [ false, %67 ], [ %74, %71 ]
  br i1 %76, label %78, label %77

77:                                               ; preds = %75
  store i32 14, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #3
  br label %102

78:                                               ; preds = %75
  %79 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %80 = sub nsw i32 %79, 1
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = mul nsw i64 %81, %21
  %83 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %82
  %84 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %86 = sub nsw i32 %84, %85
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i64 %87
  %89 = load i32, ptr %88, align 4, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = mul nsw i64 %91, %21
  %93 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %92
  %94 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds i32, ptr %93, i64 %95
  %97 = load i32, ptr %96, align 4, !tbaa !5
  %98 = add nsw i32 %97, %89
  store i32 %98, ptr %96, align 4, !tbaa !5
  br label %99

99:                                               ; preds = %78
  %100 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %101 = add nsw i32 %100, 1
  store i32 %101, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %67, !llvm.loop !12

102:                                              ; preds = %77
  br label %103

103:                                              ; preds = %102
  %104 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %105 = add nsw i32 %104, 1
  store i32 %105, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %61, !llvm.loop !13

106:                                              ; preds = %65
  br label %107

107:                                              ; preds = %106
  %108 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %109 = add nsw i32 %108, 1
  store i32 %109, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %55, !llvm.loop !14

110:                                              ; preds = %59
  %111 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %112 = sext i32 %111 to i64
  %113 = mul nsw i64 %112, %21
  %114 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %113
  %115 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %116 = sext i32 %115 to i64
  %117 = getelementptr inbounds i32, ptr %114, i64 %116
  %118 = load i32, ptr %117, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %11, align 4
  %119 = load ptr, ptr %7, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %119)
  ret i32 %118
}

; 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10}


; 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(none) uwtable
define dso_local i32 @countWays(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = add i32 %0, 1
  %5 = zext i32 %4 to i64
  %6 = add i32 %2, 1
  %7 = zext i32 %6 to i64
  %8 = mul nuw i64 %7, %5
  %9 = alloca i32, i64 %8, align 16
  %.not40 = icmp slt i32 %0, 0
  br i1 %.not40, label %._crit_edge42.thread, label %.preheader37.lr.ph

._crit_edge42.thread:                             ; preds = %3
  store i32 1, ptr %9, align 16, !tbaa !5
  br label %._crit_edge50

.preheader37.lr.ph:                               ; preds = %3
  %.not3538 = icmp slt i32 %2, 0
  br i1 %.not3538, label %._crit_edge42, label %.preheader37.preheader

.preheader37.preheader:                           ; preds = %.preheader37.lr.ph
  %10 = shl i64 %8, 2
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 16 %9, i8 0, i64 %10, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge42

._crit_edge42:                                    ; preds = %.preheader37.lr.ph, %.preheader37.preheader
  store i32 1, ptr %9, align 16, !tbaa !5
  %.not3348 = icmp ne i32 %0, 0
  %.not3445 = icmp sgt i32 %2, 0
  %or.cond.not73 = and i1 %.not3348, %.not3445
  %11 = icmp sgt i32 %1, 0
  %or.cond72 = and i1 %or.cond.not73, %11
  br i1 %or.cond72, label %.preheader36.us51.preheader, label %._crit_edge50

.preheader36.us51.preheader:                      ; preds = %._crit_edge42
  %12 = add nsw i32 %1, -1
  %13 = zext i32 %12 to i64
  br label %.preheader36.us51

.preheader36.us51:                                ; preds = %.preheader36.us51.preheader, %._crit_edge47.split.us.us
  %indvars.iv66 = phi i64 [ 1, %.preheader36.us51.preheader ], [ %indvars.iv.next67, %._crit_edge47.split.us.us ]
  %14 = add nsw i64 %indvars.iv66, -1
  %15 = mul nuw nsw i64 %14, %7
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %15
  %17 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv66, %7
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %17
  br label %.preheader.us.us

.preheader.us.us:                                 ; preds = %._crit_edge44.us.us, %.preheader36.us51
  %indvar = phi i64 [ %indvar.next, %._crit_edge44.us.us ], [ 0, %.preheader36.us51 ]
  %indvars.iv62 = phi i64 [ %indvars.iv.next63, %._crit_edge44.us.us ], [ 1, %.preheader36.us51 ]
  %indvars.iv60 = phi i32 [ %indvars.iv.next61, %._crit_edge44.us.us ], [ 0, %.preheader36.us51 ]
  %umin74 = tail call i64 @llvm.umin.i64(i64 %indvar, i64 %13)
  %19 = add nuw nsw i64 %umin74, 1
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %indvars.iv62
  %.promoted.us.us = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %xtraiter = and i64 %19, 3
  %21 = icmp ult i64 %umin74, 3
  br i1 %21, label %._crit_edge44.us.us.unr-lcssa, label %.preheader.us.us.new

.preheader.us.us.new:                             ; preds = %.preheader.us.us
  %unroll_iter = and i64 %19, 8589934588
  %22 = getelementptr i32, ptr %16, i64 %indvars.iv62
  br label %23

23:                                               ; preds = %23, %.preheader.us.us.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.preheader.us.us.new ], [ %indvars.iv.next.3, %23 ]
  %24 = phi i32 [ %.promoted.us.us, %.preheader.us.us.new ], [ %39, %23 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.preheader.us.us.new ], [ %niter.next.3, %23 ]
  %25 = sub nsw i64 %indvars.iv62, %indvars.iv
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = add nsw i32 %24, %27
  store i32 %28, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.neg = xor i64 %indvars.iv, -1
  %29 = getelementptr i32, ptr %22, i64 %indvars.iv.next.neg
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = add nsw i32 %28, %30
  store i32 %31, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %32 = sub nsw i64 %indvars.iv62, %indvars.iv.next.1
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %31, %34
  store i32 %35, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.2 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 3
  %36 = sub nsw i64 %indvars.iv62, %indvars.iv.next.2
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %39 = add nsw i32 %35, %38
  store i32 %39, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.3 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 4
  %niter.next.3 = add nuw i64 %niter, 4
  %niter.ncmp.3 = icmp eq i64 %niter.next.3, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.3, label %._crit_edge44.us.us.unr-lcssa, label %23, !llvm.loop !9

._crit_edge44.us.us.unr-lcssa:                    ; preds = %23, %.preheader.us.us
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.preheader.us.us ], [ %indvars.iv.next.3, %23 ]
  %.unr = phi i32 [ %.promoted.us.us, %.preheader.us.us ], [ %39, %23 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge44.us.us, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge44.us.us.unr-lcssa, %.epil.preheader
  %indvars.iv.epil = phi i64 [ %indvars.iv.next.epil, %.epil.preheader ], [ %indvars.iv.unr, %._crit_edge44.us.us.unr-lcssa ]
  %40 = phi i32 [ %44, %.epil.preheader ], [ %.unr, %._crit_edge44.us.us.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i64 [ %epil.iter.next, %.epil.preheader ], [ 0, %._crit_edge44.us.us.unr-lcssa ]
  %41 = sub nsw i64 %indvars.iv62, %indvars.iv.epil
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = add nsw i32 %40, %43
  store i32 %44, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.epil = add nuw nsw i64 %indvars.iv.epil, 1
  %epil.iter.next = add i64 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i64 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %._crit_edge44.us.us, label %.epil.preheader, !llvm.loop !11

._crit_edge44.us.us:                              ; preds = %.epil.preheader, %._crit_edge44.us.us.unr-lcssa
  %indvars.iv.next63 = add nuw nsw i64 %indvars.iv62, 1
  %indvars.iv.next61 = add nuw nsw i32 %indvars.iv60, 1
  %exitcond65.not = icmp eq i32 %indvars.iv.next61, %2
  %indvar.next = add i64 %indvar, 1
  br i1 %exitcond65.not, label %._crit_edge47.split.us.us, label %.preheader.us.us, !llvm.loop !13

._crit_edge47.split.us.us:                        ; preds = %._crit_edge44.us.us
  %indvars.iv.next67 = add nuw nsw i64 %indvars.iv66, 1
  %exitcond70.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next67, %5
  br i1 %exitcond70.not, label %._crit_edge50, label %.preheader36.us51, !llvm.loop !14

._crit_edge50:                                    ; preds = %._crit_edge47.split.us.us, %._crit_edge42.thread, %._crit_edge42
  %45 = sext i32 %0 to i64
  %46 = mul nsw i64 %7, %45
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %46
  %48 = sext i32 %2 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  ret i32 %50
}

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

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.umin.i64(i64, i64) #2

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(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 nounwind willreturn memory(argmem: write) }
attributes #2 = { 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}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10}


; Effective O3 passes: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalDCEPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass