; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Dynamic Programming/painting fence algo (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) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %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 i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp eq i32 %10, 1
  br i1 %11, label %12, label %14

12:                                               ; preds = %2
  %13 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %13, ptr %3, align 4
  br label %49

14:                                               ; preds = %2
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp eq i32 %15, 2
  br i1 %16, label %17, label %21

17:                                               ; preds = %14
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %20 = mul nsw i32 %18, %19
  store i32 %20, ptr %3, align 4
  br label %49

21:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %22, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %23 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %25 = sub nsw i32 %24, 1
  %26 = mul nsw i32 %23, %25
  store i32 %26, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %27 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %29 = add nsw i32 %27, %28
  store i32 %29, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 3, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %30

30:                                               ; preds = %44, %21
  %31 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp sle i32 %31, %32
  br i1 %33, label %35, label %34

34:                                               ; preds = %30
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %47

35:                                               ; preds = %30
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %36, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %39 = sub nsw i32 %38, 1
  %40 = mul nsw i32 %37, %39
  store i32 %40, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %41, %42
  store i32 %43, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %35
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %30, !llvm.loop !9

47:                                               ; preds = %34
  %48 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %48, ptr %3, align 4
  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
  br label %49

49:                                               ; preds = %47, %17, %12
  %50 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %50
}

; 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"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(none) uwtable
define dso_local i32 @countWays(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  switch i32 %0, label %5 [
    i32 1, label %.loopexit
    i32 2, label %3
  ]

3:                                                ; preds = %2
  %4 = mul nsw i32 %1, %1
  br label %.loopexit

5:                                                ; preds = %2
  %6 = add nsw i32 %1, -1
  %7 = mul i32 %1, %1
  %.not24 = icmp slt i32 %0, 3
  br i1 %.not24, label %.loopexit, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %5
  %8 = mul nsw i32 %6, %1
  %9 = add nsw i32 %0, -2
  %10 = add nsw i32 %0, -3
  %xtraiter = and i32 %9, 7
  %11 = icmp ult i32 %10, 7
  br i1 %11, label %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i32 %9, -8
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader.new
  %.02026 = phi i32 [ %7, %.lr.ph.preheader.new ], [ %27, %.lr.ph ]
  %.02125 = phi i32 [ %8, %.lr.ph.preheader.new ], [ %26, %.lr.ph ]
  %niter = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.7, %.lr.ph ]
  %12 = mul nsw i32 %.02026, %6
  %13 = add nsw i32 %12, %.02125
  %14 = mul nsw i32 %13, %6
  %15 = add nsw i32 %14, %12
  %16 = mul nsw i32 %15, %6
  %17 = add nsw i32 %16, %14
  %18 = mul nsw i32 %17, %6
  %19 = add nsw i32 %18, %16
  %20 = mul nsw i32 %19, %6
  %21 = add nsw i32 %20, %18
  %22 = mul nsw i32 %21, %6
  %23 = add nsw i32 %22, %20
  %24 = mul nsw i32 %23, %6
  %25 = add nsw i32 %24, %22
  %26 = mul nsw i32 %25, %6
  %27 = add nsw i32 %26, %24
  %niter.next.7 = add i32 %niter, 8
  %niter.ncmp.7 = icmp eq i32 %niter.next.7, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.7, label %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !5

.loopexit.loopexit.unr-lcssa:                     ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %27, %.lr.ph ]
  %.02026.unr = phi i32 [ %7, %.lr.ph.preheader ], [ %27, %.lr.ph ]
  %.02125.unr = phi i32 [ %8, %.lr.ph.preheader ], [ %26, %.lr.ph ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.loopexit, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph.epil
  %.02026.epil = phi i32 [ %29, %.lr.ph.epil ], [ %.02026.unr, %.loopexit.loopexit.unr-lcssa ]
  %.02125.epil = phi i32 [ %28, %.lr.ph.epil ], [ %.02125.unr, %.loopexit.loopexit.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i32 [ %epil.iter.next, %.lr.ph.epil ], [ 0, %.loopexit.loopexit.unr-lcssa ]
  %28 = mul nsw i32 %.02026.epil, %6
  %29 = add nsw i32 %28, %.02125.epil
  %epil.iter.next = add i32 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i32 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %.loopexit, label %.lr.ph.epil, !llvm.loop !7

.loopexit:                                        ; preds = %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph.epil, %5, %2, %3
  %.022 = phi i32 [ %4, %3 ], [ %1, %2 ], [ %7, %5 ], [ %.lcssa.ph, %.loopexit.loopexit.unr-lcssa ], [ %29, %.lr.ph.epil ]
  ret i32 %.022
}

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" }

!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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !8}
!8 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}


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