; LLVM IR from TheAlgorithms/C-Plus-Plus :: math/binomial_calculate.ll (ZN4math8binomial9calculateEii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_ZN4math8binomial9calculateEii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = sdiv i32 %9, 2
  %11 = icmp sgt i32 %8, %10
  br i1 %11, label %12, label %16

12:                                               ; preds = %2
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %15 = sub nsw i32 %13, %14
  store i32 %15, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %16

16:                                               ; preds = %12, %2
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp eq i32 %17, 1
  br i1 %18, label %19, label %22

19:                                               ; preds = %16
  %20 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %20 to i64
  store i64 %21, ptr %3, align 8
  br label %50

22:                                               ; preds = %16
  %23 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp eq i32 %23, 0
  br i1 %24, label %25, label %26

25:                                               ; preds = %22
  store i64 1, ptr %3, align 8
  br label %50

26:                                               ; preds = %22
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  store i64 1, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %45, %26
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp sle i32 %28, %29
  br i1 %30, label %32, label %31

31:                                               ; preds = %27
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %48

32:                                               ; preds = %27
  %33 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %35 = sub nsw i32 %33, %34
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %35, %36
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %40 = mul i64 %39, %38
  store i64 %40, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %44 = udiv i64 %43, %42
  store i64 %44, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %45

45:                                               ; preds = %32
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %47 = add nsw i32 %46, 1
  store i32 %47, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %27, !llvm.loop !11

48:                                               ; preds = %31
  %49 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  store i64 %49, ptr %3, align 8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  br label %50

50:                                               ; preds = %48, %25, %19
  %51 = load i64, ptr %3, align 8
  ret i64 %51
}

; 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 = { mustprogress 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long", !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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef i64 @_ZN4math8binomial9calculateEii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = sdiv i32 %0, 2
  %4 = icmp slt i32 %3, %1
  %5 = sub nsw i32 %0, %1
  %spec.select = select i1 %4, i32 %5, i32 %1
  switch i32 %spec.select, label %.preheader [
    i32 1, label %10
    i32 0, label %.loopexit
  ]

.preheader:                                       ; preds = %2
  %.not22 = icmp slt i32 %spec.select, 1
  br i1 %.not22, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader
  %6 = sub i32 %0, %spec.select
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = zext nneg i32 %spec.select to i64
  %xtraiter = and i64 %8, 1
  %9 = icmp eq i32 %spec.select, 1
  br i1 %9, label %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %8, 2147483646
  br label %12

10:                                               ; preds = %2
  %11 = sext i32 %0 to i64
  br label %.loopexit

12:                                               ; preds = %12, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %12 ]
  %.01823 = phi i64 [ 1, %.lr.ph.new ], [ %18, %12 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %12 ]
  %13 = add nsw i64 %indvars.iv, %7
  %14 = mul i64 %.01823, %13
  %15 = udiv i64 %14, %indvars.iv
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %16 = add nsw i64 %indvars.iv.next, %7
  %17 = mul i64 %15, %16
  %18 = udiv i64 %17, %indvars.iv.next
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 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 %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, label %12, !llvm.loop !5

.loopexit.loopexit.unr-lcssa:                     ; preds = %12, %.lr.ph
  %.lcssa.ph = phi i64 [ poison, %.lr.ph ], [ %18, %12 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %12 ]
  %.01823.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph ], [ %18, %12 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.loopexit, label %.loopexit.loopexit.epilog-lcssa

.loopexit.loopexit.epilog-lcssa:                  ; preds = %.loopexit.loopexit.unr-lcssa
  %19 = add nsw i64 %indvars.iv.unr, %7
  %20 = mul i64 %.01823.unr, %19
  %21 = udiv i64 %20, %indvars.iv.unr
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %.loopexit.loopexit.epilog-lcssa, %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, %.preheader, %2, %10
  %.020 = phi i64 [ %11, %10 ], [ 1, %2 ], [ 1, %.preheader ], [ %.lcssa.ph, %.loopexit.loopexit.unr-lcssa ], [ %21, %.loopexit.loopexit.epilog-lcssa ]
  ret i64 %.020
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn 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"}


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