; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: two pointer/Trapping_Rainwater (Trapping rainwater)

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

21:                                               ; preds = %111, %2
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %24 = icmp sle i32 %22, %23
  br i1 %24, label %25, label %112

25:                                               ; preds = %21
  %26 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp sle i32 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %70

29:                                               ; preds = %25
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %31 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  %36 = sub nsw i32 %30, %35
  %37 = icmp sgt i32 %36, 0
  br i1 %37, label %38, label %46

38:                                               ; preds = %29
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %40 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %45 = sub nsw i32 %39, %44
  br label %47

46:                                               ; preds = %29
  br label %47

47:                                               ; preds = %46, %38
  %48 = phi i32 [ %45, %38 ], [ 0, %46 ]
  %49 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %50 = add nsw i32 %49, %48
  store i32 %50, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %52 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  %57 = icmp sgt i32 %51, %56
  br i1 %57, label %58, label %60

58:                                               ; preds = %47
  %59 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %66

60:                                               ; preds = %47
  %61 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  br label %66

66:                                               ; preds = %60, %58
  %67 = phi i32 [ %59, %58 ], [ %65, %60 ]
  store i32 %67, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %68 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 %68, -1
  store i32 %69, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %111

70:                                               ; preds = %25
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %72 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i64 %74
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !9
  %77 = sub nsw i32 %71, %76
  %78 = icmp sgt i32 %77, 0
  br i1 %78, label %79, label %87

79:                                               ; preds = %70
  %80 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %81 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds i32, ptr %81, i64 %83
  %85 = load i32, ptr %84, align 4, !tbaa !9
  %86 = sub nsw i32 %80, %85
  br label %88

87:                                               ; preds = %70
  br label %88

88:                                               ; preds = %87, %79
  %89 = phi i32 [ %86, %79 ], [ 0, %87 ]
  %90 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %91 = add nsw i32 %90, %89
  store i32 %91, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %92 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %93 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds i32, ptr %93, i64 %95
  %97 = load i32, ptr %96, align 4, !tbaa !9
  %98 = icmp sgt i32 %92, %97
  br i1 %98, label %99, label %101

99:                                               ; preds = %88
  %100 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %107

101:                                              ; preds = %88
  %102 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %103 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = getelementptr inbounds i32, ptr %102, i64 %104
  %106 = load i32, ptr %105, align 4, !tbaa !9
  br label %107

107:                                              ; preds = %101, %99
  %108 = phi i32 [ %100, %99 ], [ %106, %101 ]
  store i32 %108, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %109 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %110 = add nsw i32 %109, 1
  store i32 %110, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %111

111:                                              ; preds = %107, %66
  br label %21, !llvm.loop !11

112:                                              ; preds = %21
  %113 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret i32 %113
}

; 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"}


; 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 @maxWater(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %.not50 = icmp slt i32 %1, 3
  br i1 %.not50, label %._crit_edge, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %2
  %3 = zext nneg i32 %1 to i64
  %4 = getelementptr i32, ptr %0, i64 %3
  %5 = getelementptr i8, ptr %4, i64 -4
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %7 = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %8 = add nsw i32 %1, -2
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %23
  %.055 = phi i32 [ %.1, %23 ], [ 0, %.lr.ph.preheader ]
  %.03654 = phi i32 [ %.137, %23 ], [ %6, %.lr.ph.preheader ]
  %.03853 = phi i32 [ %.139, %23 ], [ %7, %.lr.ph.preheader ]
  %.04052 = phi i32 [ %.141, %23 ], [ %8, %.lr.ph.preheader ]
  %.04251 = phi i32 [ %.143, %23 ], [ 1, %.lr.ph.preheader ]
  %.not48 = icmp sgt i32 %.03654, %.03853
  br i1 %.not48, label %16, label %9

9:                                                ; preds = %.lr.ph
  %10 = sext i32 %.04052 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = sub nsw i32 %.03654, %12
  %spec.select = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %13, i32 0)
  %14 = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %.03654, i32 %12)
  %15 = add nsw i32 %.04052, -1
  br label %23

16:                                               ; preds = %.lr.ph
  %17 = sext i32 %.04251 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = sub nsw i32 %.03853, %19
  %spec.select49 = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %20, i32 0)
  %21 = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %.03853, i32 %19)
  %22 = add nsw i32 %.04251, 1
  br label %23

23:                                               ; preds = %16, %9
  %.143 = phi i32 [ %.04251, %9 ], [ %22, %16 ]
  %.141 = phi i32 [ %15, %9 ], [ %.04052, %16 ]
  %.139 = phi i32 [ %.03853, %9 ], [ %21, %16 ]
  %.137 = phi i32 [ %14, %9 ], [ %.03654, %16 ]
  %.pn = phi i32 [ %spec.select, %9 ], [ %spec.select49, %16 ]
  %.1 = add nuw nsw i32 %.pn, %.055
  %.not = icmp sgt i32 %.143, %.141
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %23, %2
  %.0.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %.1, %23 ]
  ret i32 %.0.lcssa
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smax.i32(i32, 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}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass