; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 20. Dynamic Programming (MakeAChange)

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

22:                                               ; preds = %32, %3
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp slt i32 %23, %24
  br i1 %25, label %26, label %35

26:                                               ; preds = %22
  %27 = mul nsw i64 0, %18
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %28, i64 %30
  store i32 1, ptr %31, align 4, !tbaa !9
  br label %32

32:                                               ; preds = %26
  %33 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %34 = add nsw i32 %33, 1
  store i32 %34, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %22, !llvm.loop !11

35:                                               ; preds = %22
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %36

36:                                               ; preds = %102, %35
  %37 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %39 = add nsw i32 %38, 1
  %40 = icmp slt i32 %37, %39
  br i1 %40, label %41, label %105

41:                                               ; preds = %36
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %42

42:                                               ; preds = %98, %41
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %45 = icmp slt i32 %43, %44
  br i1 %45, label %46, label %101

46:                                               ; preds = %42
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !9
  %53 = sub nsw i32 %47, %52
  %54 = icmp sge i32 %53, 0
  br i1 %54, label %55, label %70

55:                                               ; preds = %46
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %57 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %57, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !9
  %62 = sub nsw i32 %56, %61
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = mul nsw i64 %63, %18
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds i32, ptr %65, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  br label %71

70:                                               ; preds = %46
  br label %71

71:                                               ; preds = %70, %55
  %72 = phi i32 [ %69, %55 ], [ 0, %70 ]
  store i32 %72, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %73 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %74 = icmp sge i32 %73, 1
  br i1 %74, label %75, label %85

75:                                               ; preds = %71
  %76 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = mul nsw i64 %77, %18
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %81 = sub nsw i32 %80, 1
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds i32, ptr %79, i64 %82
  %84 = load i32, ptr %83, align 4, !tbaa !9
  br label %86

85:                                               ; preds = %71
  br label %86

86:                                               ; preds = %85, %75
  %87 = phi i32 [ %84, %75 ], [ 0, %85 ]
  store i32 %87, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %88 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %89 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %90 = add nsw i32 %88, %89
  %91 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = mul nsw i64 %92, %18
  %94 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %93
  %95 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %96
  store i32 %90, ptr %97, align 4, !tbaa !9
  br label %98

98:                                               ; preds = %86
  %99 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %100 = add nsw i32 %99, 1
  store i32 %100, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %42, !llvm.loop !13

101:                                              ; preds = %42
  br label %102

102:                                              ; preds = %101
  %103 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %104 = add nsw i32 %103, 1
  store i32 %104, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %36, !llvm.loop !14

105:                                              ; preds = %36
  %106 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %107 = sext i32 %106 to i64
  %108 = mul nsw i64 %107, %18
  %109 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %108
  %110 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %111 = sub nsw i32 %110, 1
  %112 = sext i32 %111 to i64
  %113 = getelementptr inbounds i32, ptr %109, i64 %112
  %114 = load i32, ptr %113, align 4, !tbaa !9
  %115 = load ptr, ptr %11, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %115)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  ret i32 %114
}

; 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
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #2

; 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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
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}


; 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 i32 @coins(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = add i32 %2, 1
  %5 = zext i32 %4 to i64
  %6 = zext i32 %1 to i64
  %7 = mul nuw i64 %5, %6
  %8 = alloca i32, i64 %7, align 16
  %9 = icmp slt i32 %1, 1
  br i1 %9, label %._crit_edge40, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %min.iters.check = icmp ult i32 %1, 8
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph.preheader58, label %vector.ph

.lr.ph.preheader58:                               ; 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 %6, 2147483640
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %index
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 16
  store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, ptr %10, align 16, !tbaa !5
  store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %12 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %12, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %n.vec, %6
  br i1 %cmp.n, label %.preheader32, label %.lr.ph.preheader58

.preheader32:                                     ; preds = %.lr.ph, %middle.block
  %invariant.gep36 = getelementptr i8, ptr %8, i64 -4
  %.not38 = icmp slt i32 %2, 1
  %brmerge = or i1 %.not38, %9
  br i1 %brmerge, label %._crit_edge40, label %.preheader.us.preheader

.preheader.us.preheader:                          ; preds = %.preheader32
  %.pre = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %13 = add nsw i64 %6, -1
  %xtraiter = and i64 %13, 1
  %14 = icmp eq i32 %1, 2
  %unroll_iter = and i64 %13, -2
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.us.preheader, %._crit_edge.us
  %indvars.iv49 = phi i64 [ 1, %.preheader.us.preheader ], [ %indvars.iv.next50, %._crit_edge.us ]
  %15 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv49, %6
  %gep37.us = getelementptr i32, ptr %invariant.gep36, i64 %15
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %15
  %17 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv49 to i32
  %18 = sub nsw i32 %17, %.pre
  %19 = icmp sgt i32 %18, -1
  br i1 %19, label %20, label %25

20:                                               ; preds = %.preheader.us
  %21 = zext nneg i32 %18 to i64
  %22 = mul nuw nsw i64 %21, %6
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %.preheader.us, %20
  %26 = phi i32 [ %24, %20 ], [ 0, %.preheader.us ]
  store i32 %26, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  switch i32 %1, label %.peel.next [
    i32 1, label %._crit_edge.us
    i32 2, label %._crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa
  ]

.peel.next:                                       ; preds = %25, %51
  %indvars.iv43 = phi i64 [ %indvars.iv.next44.1, %51 ], [ 1, %25 ]
  %niter = phi i64 [ %niter.next.1, %51 ], [ 0, %25 ]
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv43
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = sub nsw i32 %17, %28
  %30 = icmp sgt i32 %29, -1
  br i1 %30, label %31, label %.peel.next.1

31:                                               ; preds = %.peel.next
  %32 = zext nneg i32 %29 to i64
  %33 = mul nuw nsw i64 %32, %6
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %33
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %34, i64 %indvars.iv43
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  br label %.peel.next.1

.peel.next.1:                                     ; preds = %31, %.peel.next
  %37 = phi i32 [ %36, %31 ], [ 0, %.peel.next ]
  %gep.us = getelementptr i32, ptr %gep37.us, i64 %indvars.iv43
  %38 = load i32, ptr %gep.us, align 4, !tbaa !5
  %39 = add nsw i32 %38, %37
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %indvars.iv43
  store i32 %39, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next44 = add nuw nsw i64 %indvars.iv43, 1
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next44
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = sub nsw i32 %17, %42
  %44 = icmp sgt i32 %43, -1
  br i1 %44, label %45, label %51

45:                                               ; preds = %.peel.next.1
  %46 = zext nneg i32 %43 to i64
  %47 = mul nuw nsw i64 %46, %6
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %47
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %indvars.iv.next44
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  br label %51

51:                                               ; preds = %45, %.peel.next.1
  %52 = phi i32 [ %50, %45 ], [ 0, %.peel.next.1 ]
  %gep.us.1 = getelementptr i32, ptr %gep37.us, i64 %indvars.iv.next44
  %53 = load i32, ptr %gep.us.1, align 4, !tbaa !5
  %54 = add nsw i32 %53, %52
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %indvars.iv.next44
  store i32 %54, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next44.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv43, 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 %._crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa, label %.peel.next, !llvm.loop !13

._crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa:                ; preds = %51, %25
  %indvars.iv43.unr = phi i64 [ 1, %25 ], [ %indvars.iv.next44.1, %51 ]
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge.us, label %.peel.next.epil

.peel.next.epil:                                  ; preds = %._crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv43.unr
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %58 = sub nsw i32 %17, %57
  %59 = icmp sgt i32 %58, -1
  br i1 %59, label %60, label %._crit_edge.us.loopexit.epilog-lcssa

60:                                               ; preds = %.peel.next.epil
  %61 = zext nneg i32 %58 to i64
  %62 = mul nuw nsw i64 %61, %6
  %63 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %62
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %indvars.iv43.unr
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge.us.loopexit.epilog-lcssa

._crit_edge.us.loopexit.epilog-lcssa:             ; preds = %60, %.peel.next.epil
  %66 = phi i32 [ %65, %60 ], [ 0, %.peel.next.epil ]
  %gep.us.epil = getelementptr i32, ptr %gep37.us, i64 %indvars.iv43.unr
  %67 = load i32, ptr %gep.us.epil, align 4, !tbaa !5
  %68 = add nsw i32 %67, %66
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %indvars.iv43.unr
  store i32 %68, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge.us

._crit_edge.us:                                   ; preds = %._crit_edge.us.loopexit.epilog-lcssa, %._crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa, %25
  %indvars.iv.next50 = add nuw nsw i64 %indvars.iv49, 1
  %exitcond53.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next50, %5
  br i1 %exitcond53.not, label %._crit_edge40, label %.preheader.us, !llvm.loop !15

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader58, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.ph, %.lr.ph.preheader58 ]
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %indvars.iv
  store i32 1, ptr %70, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %6
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader32, label %.lr.ph, !llvm.loop !16

._crit_edge40:                                    ; preds = %._crit_edge.us, %.preheader32, %3
  %71 = sext i32 %2 to i64
  %72 = mul nsw i64 %71, %6
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %72
  %74 = sext i32 %1 to i64
  %75 = getelementptr i32, ptr %73, i64 %74
  %76 = getelementptr i8, ptr %75, i64 -4
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !5
  ret i32 %77
}

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" }

!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, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.peeled.count", i32 1}
!15 = distinct !{!15, !10}
!16 = distinct !{!16, !10, !12, !11}


; Effective O3 passes: ADCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopFullUnrollPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass