; LLVM IR from IsaacAsante/HackerRank :: C Programming/Printing Pattern Using Loops (printing pattern using loops)

; 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 [3 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [2 x i8], align 1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %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
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #3
  %13 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %2)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #3
  %14 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %15 = mul nsw i32 %14, 2
  %16 = sub nsw i32 %15, 1
  store i32 %16, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #3
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %17

17:                                               ; preds = %75, %0
  %18 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp slt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %22, label %21

21:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #3
  br label %78

22:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  %23 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  store i32 %23, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  %24 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %26 = sub nsw i32 %24, %25
  %27 = mul nsw i32 %26, 2
  store i32 %27, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  %28 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %30 = sub nsw i32 %28, %29
  store i32 %30, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %31

31:                                               ; preds = %42, %22
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %35 = sub nsw i32 %33, %34
  %36 = icmp sgt i32 %32, %35
  br i1 %36, label %37, label %40

37:                                               ; preds = %31
  %38 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %39 = icmp sgt i32 %38, 0
  br label %40

40:                                               ; preds = %37, %31
  %41 = phi i1 [ false, %31 ], [ %39, %37 ]
  br i1 %41, label %42, label %46

42:                                               ; preds = %40
  %43 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %44 = add nsw i32 %43, -1
  store i32 %44, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %45 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %43)
  br label %31, !llvm.loop !9

46:                                               ; preds = %40
  br label %47

47:                                               ; preds = %57, %46
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %49 = icmp sgt i32 %48, 1
  br i1 %49, label %50, label %55

50:                                               ; preds = %47
  %51 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %53 = sub nsw i32 %51, %52
  %54 = icmp sgt i32 %53, 0
  br label %55

55:                                               ; preds = %50, %47
  %56 = phi i1 [ false, %47 ], [ %54, %50 ]
  br i1 %56, label %57, label %64

57:                                               ; preds = %55
  %58 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %59 = add nsw i32 %58, -1
  store i32 %59, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %62 = sub nsw i32 %60, %61
  %63 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %62)
  br label %47, !llvm.loop !11

64:                                               ; preds = %55
  br label %65

65:                                               ; preds = %69, %64
  %66 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %68 = icmp slt i32 %66, %67
  br i1 %68, label %69, label %73

69:                                               ; preds = %65
  %70 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %72 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %71)
  br label %65, !llvm.loop !12

73:                                               ; preds = %65
  %74 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.2)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  br label %75

75:                                               ; preds = %73
  %76 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %77 = add nsw i32 %76, 1
  store i32 %77, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %17, !llvm.loop !13

78:                                               ; preds = %21
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %79

79:                                               ; preds = %124, %78
  %80 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %82 = icmp slt i32 %80, %81
  br i1 %82, label %84, label %83

83:                                               ; preds = %79
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %127

84:                                               ; preds = %79
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %85

85:                                               ; preds = %91, %84
  %86 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %88 = add nsw i32 %86, %87
  %89 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %90 = icmp slt i32 %88, %89
  br i1 %90, label %91, label %98

91:                                               ; preds = %85
  %92 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %94 = sub nsw i32 %92, %93
  %95 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %94)
  %96 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %97 = add nsw i32 %96, 1
  store i32 %97, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %85, !llvm.loop !14

98:                                               ; preds = %85
  br label %99

99:                                               ; preds = %105, %98
  %100 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %101 = add nsw i32 %100, 1
  store i32 %101, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %102 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %103 = add nsw i32 3, %102
  %104 = icmp slt i32 %101, %103
  br i1 %104, label %105, label %109

105:                                              ; preds = %99
  %106 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %107 = add nsw i32 %106, 1
  %108 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %107)
  br label %99, !llvm.loop !15

109:                                              ; preds = %99
  %110 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %111 = add nsw i32 %110, 2
  store i32 %111, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %112 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %113 = add nsw i32 %112, 1
  store i32 %113, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %114

114:                                              ; preds = %118, %109
  %115 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %116 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %117 = icmp slt i32 %115, %116
  br i1 %117, label %118, label %122

118:                                              ; preds = %114
  %119 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %120 = add nsw i32 %119, 1
  store i32 %120, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %121 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %120)
  br label %114, !llvm.loop !16

122:                                              ; preds = %114
  %123 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.2)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %124

124:                                              ; preds = %122
  %125 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %126 = add nsw i32 %125, 1
  store i32 %126, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %79, !llvm.loop !17

127:                                              ; preds = %83
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #3
  ret i32 0
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare i32 @__isoc99_scanf(ptr noundef, ...) #2

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #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 = { "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 #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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10}
!15 = distinct !{!15, !10}
!16 = distinct !{!16, !10}
!17 = distinct !{!17, !10}


; 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 [3 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [2 x i8], align 1

; Function Attrs: nofree nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr nonnull %1) #3
  %2 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %1)
  %3 = load i32, ptr %1, align 4
  %4 = icmp sgt i32 %3, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph50, label %._crit_edge59

.preheader40:                                     ; preds = %._crit_edge
  %5 = icmp sgt i32 %39, 1
  br i1 %5, label %.preheader39, label %._crit_edge59

.lr.ph50:                                         ; preds = %0, %._crit_edge
  %6 = phi i32 [ %39, %._crit_edge ], [ %3, %0 ]
  %.03448 = phi i32 [ %38, %._crit_edge ], [ 0, %0 ]
  %7 = sub nsw i32 %6, %.03448
  %8 = shl nsw i32 %7, 1
  %9 = icmp ne i32 %.03448, 0
  %10 = icmp sgt i32 %6, 0
  %11 = and i1 %10, %9
  br i1 %11, label %.lr.ph, label %.preheader42

.preheader42:                                     ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph50
  %.pre-phi = phi i32 [ %7, %.lr.ph50 ], [ %19, %.lr.ph ]
  %12 = phi i32 [ %6, %.lr.ph50 ], [ %18, %.lr.ph ]
  %13 = icmp sgt i32 %7, 0
  %14 = icmp sgt i32 %.pre-phi, 0
  %15 = and i1 %13, %14
  br i1 %15, label %.lr.ph45, label %.preheader41

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph50, %.lr.ph
  %.03343 = phi i32 [ %16, %.lr.ph ], [ %6, %.lr.ph50 ]
  %16 = add nsw i32 %.03343, -1
  %17 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %.03343)
  %18 = load i32, ptr %1, align 4
  %19 = sub nsw i32 %18, %.03448
  %20 = icmp sgt i32 %16, %19
  %21 = icmp ugt i32 %.03343, 1
  %22 = and i1 %21, %20
  br i1 %22, label %.lr.ph, label %.preheader42, !llvm.loop !5

.preheader41:                                     ; preds = %.lr.ph45, %.preheader42
  %23 = phi i32 [ %12, %.preheader42 ], [ %29, %.lr.ph45 ]
  %24 = icmp slt i32 %7, %23
  br i1 %24, label %.lr.ph47, label %._crit_edge

.lr.ph45:                                         ; preds = %.preheader42, %.lr.ph45
  %25 = phi i32 [ %30, %.lr.ph45 ], [ %.pre-phi, %.preheader42 ]
  %.03244 = phi i32 [ %26, %.lr.ph45 ], [ %8, %.preheader42 ]
  %26 = add nsw i32 %.03244, -1
  %27 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %25)
  %28 = icmp sgt i32 %.03244, 2
  %29 = load i32, ptr %1, align 4
  %30 = sub nsw i32 %29, %.03448
  %31 = icmp sgt i32 %30, 0
  %32 = select i1 %28, i1 %31, i1 false
  br i1 %32, label %.lr.ph45, label %.preheader41, !llvm.loop !7

.lr.ph47:                                         ; preds = %.preheader41, %.lr.ph47
  %.03146 = phi i32 [ %33, %.lr.ph47 ], [ %7, %.preheader41 ]
  %33 = add nsw i32 %.03146, 1
  %34 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %33)
  %35 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !8
  %36 = icmp slt i32 %33, %35
  br i1 %36, label %.lr.ph47, label %._crit_edge, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph47, %.preheader41
  %37 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.2)
  %38 = add nuw nsw i32 %.03448, 1
  %39 = load i32, ptr %1, align 4
  %40 = icmp slt i32 %38, %39
  br i1 %40, label %.lr.ph50, label %.preheader40, !llvm.loop !13

.preheader39:                                     ; preds = %.preheader40, %._crit_edge56
  %41 = phi i32 [ %63, %._crit_edge56 ], [ %39, %.preheader40 ]
  %indvars.iv = phi i32 [ %indvars.iv.next, %._crit_edge56 ], [ 3, %.preheader40 ]
  %.02958 = phi i32 [ %43, %._crit_edge56 ], [ 1, %.preheader40 ]
  %42 = icmp slt i32 %.02958, %41
  br i1 %42, label %.lr.ph52, label %.preheader

._crit_edge59:                                    ; preds = %._crit_edge56, %0, %.preheader40
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr nonnull %1) #3
  ret i32 0

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph52, %.preheader39
  %43 = add nuw nsw i32 %.02958, 1
  br label %51

.lr.ph52:                                         ; preds = %.preheader39, %.lr.ph52
  %44 = phi i32 [ %49, %.lr.ph52 ], [ %41, %.preheader39 ]
  %.02851 = phi i32 [ %47, %.lr.ph52 ], [ 0, %.preheader39 ]
  %45 = sub nsw i32 %44, %.02851
  %46 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %45)
  %47 = add nuw nsw i32 %.02851, 1
  %48 = add nuw nsw i32 %47, %.02958
  %49 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !8
  %50 = icmp slt i32 %48, %49
  br i1 %50, label %.lr.ph52, label %.preheader, !llvm.loop !14

51:                                               ; preds = %.preheader, %51
  %52 = phi i32 [ 1, %.preheader ], [ %54, %51 ]
  %53 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %43)
  %54 = add nuw i32 %52, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %54, %indvars.iv
  br i1 %exitcond.not, label %55, label %51, !llvm.loop !15

55:                                               ; preds = %51
  %56 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !8
  %57 = icmp slt i32 %43, %56
  br i1 %57, label %.lr.ph55, label %._crit_edge56

.lr.ph55:                                         ; preds = %55, %.lr.ph55
  %.053 = phi i32 [ %58, %.lr.ph55 ], [ %43, %55 ]
  %58 = add nuw nsw i32 %.053, 1
  %59 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %58)
  %60 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !8
  %61 = icmp slt i32 %58, %60
  br i1 %61, label %.lr.ph55, label %._crit_edge56, !llvm.loop !16

._crit_edge56:                                    ; preds = %.lr.ph55, %55
  %62 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.2)
  %63 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !8
  %64 = icmp slt i32 %43, %63
  %indvars.iv.next = add nuw i32 %indvars.iv, 2
  br i1 %64, label %.preheader39, label %._crit_edge59, !llvm.loop !17
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @__isoc99_scanf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { 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" }
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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}
!8 = !{!9, !9, i64 0}
!9 = !{!"int", !10, i64 0}
!10 = !{!"omnipotent char", !11, i64 0}
!11 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!12 = distinct !{!12, !6}
!13 = distinct !{!13, !6}
!14 = distinct !{!14, !6}
!15 = distinct !{!15, !6}
!16 = distinct !{!16, !6}
!17 = distinct !{!17, !6}


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