; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Dynamic Programming/Multistage Graph (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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [42 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [59 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [9 x i8], align 1
@.str.3 = external hidden unnamed_addr constant [7 x i8], align 1
@.str.4 = external hidden unnamed_addr constant [2 x i8], align 1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @shortestDist(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %17 = add nsw i32 %16, 1
  %18 = zext i32 %17 to i64
  %19 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %19, ptr %9, align 8
  %20 = alloca i32, i64 %18, align 16
  store i64 %18, ptr %10, align 8
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %22 = add nsw i32 %21, 1
  %23 = zext i32 %22 to i64
  %24 = alloca i32, i64 %23, align 16
  store i64 %23, ptr %11, align 8
  %25 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %26
  store i32 0, ptr %27, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %30
  store i32 %28, ptr %31, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #4
  %32 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %33 = sub nsw i32 %32, 1
  store i32 %33, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %34

34:                                               ; preds = %110, %4
  %35 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp sge i32 %35, 1
  br i1 %36, label %38, label %37

37:                                               ; preds = %34
  store i32 2, ptr %13, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #4
  br label %113

38:                                               ; preds = %34
  %39 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %40
  store i32 99, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %43
  store i32 -1, ptr %44, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #4
  %45 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %47

47:                                               ; preds = %106, %38
  %48 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %50 = icmp sle i32 %48, %49
  br i1 %50, label %52, label %51

51:                                               ; preds = %47
  store i32 5, ptr %13, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #4
  br label %109

52:                                               ; preds = %47
  %53 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds ptr, ptr %53, i64 %55
  %57 = load ptr, ptr %56, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %14, 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 = icmp ne i32 %61, 99
  br i1 %62, label %63, label %105

63:                                               ; preds = %52
  %64 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %65
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !9
  %68 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds ptr, ptr %68, i64 %70
  %72 = load ptr, ptr %71, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %14, 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 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !9
  %81 = add nsw i32 %76, %80
  %82 = icmp sgt i32 %67, %81
  br i1 %82, label %83, label %105

83:                                               ; preds = %63
  %84 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds ptr, ptr %84, i64 %86
  %88 = load ptr, ptr %87, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %88, i64 %90
  %92 = load i32, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %94 = sext i32 %93 to i64
  %95 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %94
  %96 = load i32, ptr %95, align 4, !tbaa !9
  %97 = add nsw i32 %92, %96
  %98 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %99
  store i32 %97, ptr %100, align 4, !tbaa !9
  %101 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %102 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %103
  store i32 %101, ptr %104, align 4, !tbaa !9
  br label %105

105:                                              ; preds = %83, %63, %52
  br label %106

106:                                              ; preds = %105
  %107 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %108 = add nsw i32 %107, 1
  store i32 %108, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %47, !llvm.loop !11

109:                                              ; preds = %51
  br label %110

110:                                              ; preds = %109
  %111 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %112 = add nsw i32 %111, -1
  store i32 %112, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %34, !llvm.loop !13

113:                                              ; preds = %37
  %114 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %115 = sext i32 %114 to i64
  %116 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %115
  %117 = load i32, ptr %116, align 4, !tbaa !9
  %118 = icmp eq i32 %117, 99
  br i1 %118, label %119, label %123

119:                                              ; preds = %113
  %120 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %121 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %122 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str, i32 noundef %120, i32 noundef %121)
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %147

123:                                              ; preds = %113
  %124 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %125 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %126 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %127 = sext i32 %126 to i64
  %128 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %127
  %129 = load i32, ptr %128, align 4, !tbaa !9
  %130 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %124, i32 noundef %125, i32 noundef %129)
  %131 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %132 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.2, i32 noundef %131)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #4
  %133 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %133, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %134

134:                                              ; preds = %138, %123
  %135 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %136 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %137 = icmp ne i32 %135, %136
  br i1 %137, label %138, label %145

138:                                              ; preds = %134
  %139 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %140 = sext i32 %139 to i64
  %141 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %140
  %142 = load i32, ptr %141, align 4, !tbaa !9
  store i32 %142, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %143 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %144 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.3, i32 noundef %143)
  br label %134, !llvm.loop !14

145:                                              ; preds = %134
  %146 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.4)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #4
  store i32 0, ptr %13, align 4
  br label %147

147:                                              ; preds = %145, %119
  %148 = load ptr, ptr %9, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %148)
  %149 = load i32, ptr %13, align 4
  switch i32 %149, label %151 [
    i32 0, label %150
    i32 1, label %150
  ]

150:                                              ; preds = %147, %147
  ret void

151:                                              ; preds = %147
  unreachable
}

; 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

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #3

; 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 = { "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 #4 = { 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [42 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [59 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [9 x i8], align 1
@.str.3 = external hidden unnamed_addr constant [7 x i8], align 1
@.str.4 = external hidden unnamed_addr constant [2 x i8], align 1

; Function Attrs: nofree nounwind uwtable
define dso_local void @shortestDist(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = add nsw i32 %1, 1
  %6 = zext i32 %5 to i64
  %7 = alloca i32, i64 %6, align 16
  %8 = alloca i32, i64 %6, align 16
  %9 = sext i32 %3 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %9
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %9
  store i32 %3, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp sgt i32 %3, 1
  br i1 %12, label %.lr.ph53.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph53.preheader:                               ; preds = %4
  %13 = zext nneg i32 %3 to i64
  %14 = sext i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph53

.loopexit:                                        ; preds = %35, %.lr.ph53
  %15 = icmp sgt i64 %indvars.iv, 2
  br i1 %15, label %.lr.ph53, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %4
  %16 = sext i32 %2 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp eq i32 %18, 99
  br i1 %19, label %38, label %40

.lr.ph53:                                         ; preds = %.lr.ph53.preheader, %.loopexit
  %indvars.iv = phi i64 [ %13, %.lr.ph53.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.loopexit ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %indvars.iv.next
  store i32 99, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %indvars.iv.next
  store i32 -1, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %.not4648 = icmp sgt i64 %indvars.iv, %14
  br i1 %.not4648, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph53
  %22 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !11
  br label %24

24:                                               ; preds = %.lr.ph, %35
  %25 = phi i32 [ 99, %.lr.ph ], [ %36, %35 ]
  %indvars.iv59 = phi i64 [ %indvars.iv, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next60, %35 ]
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %indvars.iv59
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %.not47 = icmp eq i32 %27, 99
  br i1 %.not47, label %35, label %28

28:                                               ; preds = %24
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %indvars.iv59
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = add nsw i32 %30, %27
  %32 = icmp sgt i32 %25, %31
  br i1 %32, label %33, label %35

33:                                               ; preds = %28
  store i32 %31, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %34 = trunc nuw i64 %indvars.iv59 to i32
  store i32 %34, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  br label %35

35:                                               ; preds = %24, %28, %33
  %36 = phi i32 [ %25, %24 ], [ %25, %28 ], [ %31, %33 ]
  %indvars.iv.next60 = add nuw nsw i64 %indvars.iv59, 1
  %37 = trunc nuw i64 %indvars.iv59 to i32
  %.not46.not = icmp slt i32 %37, %1
  br i1 %.not46.not, label %24, label %.loopexit, !llvm.loop !13

38:                                               ; preds = %._crit_edge
  %39 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str, i32 noundef %2, i32 noundef %3)
  br label %48

40:                                               ; preds = %._crit_edge
  %41 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %18)
  %42 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.2, i32 noundef %2)
  %.not54 = icmp eq i32 %2, %3
  br i1 %.not54, label %._crit_edge58, label %.lr.ph57

.lr.ph57:                                         ; preds = %40, %.lr.ph57
  %.055 = phi i32 [ %45, %.lr.ph57 ], [ %2, %40 ]
  %43 = sext i32 %.055 to i64
  %44 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %46 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.3, i32 noundef %45)
  %.not = icmp eq i32 %45, %3
  br i1 %.not, label %._crit_edge58, label %.lr.ph57, !llvm.loop !14

._crit_edge58:                                    ; preds = %.lr.ph57, %40
  %47 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.4)
  br label %48

48:                                               ; preds = %._crit_edge58, %38
  ret void
}

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #1

attributes #0 = { nofree 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 = { nofree nounwind "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}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10}


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