; LLVM IR from Algo-Phantoms/Algo-Tree :: Code/C++/paint_fence.ll (Z10paintfenceii)

; 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"

@MOD = external dso_local global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z10paintfenceii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = sext i32 %9 to i64
  store i64 %10, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %13 = sub nsw i32 %12, 1
  %14 = mul nsw i32 %11, %13
  %15 = sext i32 %14 to i64
  store i64 %15, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %18 = mul nsw i32 %16, %17
  %19 = sext i32 %18 to i64
  store i64 %19, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %20

20:                                               ; preds = %36, %2
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %23 = sub nsw i32 %22, 1
  %24 = icmp slt i32 %21, %23
  br i1 %24, label %26, label %25

25:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %39

26:                                               ; preds = %20
  %27 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  store i64 %27, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %28 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %30 = sub nsw i32 %29, 1
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = mul i64 %28, %31
  store i64 %32, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %33 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %34 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %35 = add i64 %33, %34
  store i64 %35, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  br label %36

36:                                               ; preds = %26
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw i32 %37, 1
  store i32 %38, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %20, !llvm.loop !11

39:                                               ; preds = %25
  %40 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %41 = load i64, ptr @MOD, align 8, !tbaa !9
  %42 = urem i64 %40, %41
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  ret i64 %42
}

; 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 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"

@MOD = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z10paintfenceii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = mul nsw i32 %1, %1
  %4 = zext nneg i32 %3 to i64
  %5 = icmp sgt i32 %0, 2
  br i1 %5, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %6 = add nsw i32 %1, -1
  %7 = mul nsw i32 %6, %1
  %8 = sext i32 %7 to i64
  %9 = sext i32 %6 to i64
  %10 = add nsw i32 %0, -2
  %11 = add nsw i32 %0, -3
  %xtraiter = and i32 %10, 7
  %12 = icmp ult i32 %11, 7
  br i1 %12, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i32 %10, -8
  br label %17

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %17, %.lr.ph
  %.lcssa.ph = phi i64 [ poison, %.lr.ph ], [ %33, %17 ]
  %.01417.unr = phi i64 [ %8, %.lr.ph ], [ %32, %17 ]
  %.01516.unr = phi i64 [ %4, %.lr.ph ], [ %33, %17 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.epil.preheader
  %.01417.epil = phi i64 [ %13, %.epil.preheader ], [ %.01417.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %.01516.epil = phi i64 [ %14, %.epil.preheader ], [ %.01516.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i32 [ %epil.iter.next, %.epil.preheader ], [ 0, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %13 = mul i64 %.01516.epil, %9
  %14 = add i64 %.01417.epil, %13
  %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 %._crit_edge, label %.epil.preheader, !llvm.loop !5

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.epil.preheader, %2
  %.015.lcssa = phi i64 [ %4, %2 ], [ %.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %14, %.epil.preheader ]
  %15 = load i64, ptr @MOD, align 8, !tbaa !7
  %16 = urem i64 %.015.lcssa, %15
  ret i64 %16

17:                                               ; preds = %17, %.lr.ph.new
  %.01417 = phi i64 [ %8, %.lr.ph.new ], [ %32, %17 ]
  %.01516 = phi i64 [ %4, %.lr.ph.new ], [ %33, %17 ]
  %niter = phi i32 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.7, %17 ]
  %18 = mul i64 %.01516, %9
  %19 = add i64 %.01417, %18
  %20 = mul i64 %19, %9
  %21 = add i64 %18, %20
  %22 = mul i64 %21, %9
  %23 = add i64 %20, %22
  %24 = mul i64 %23, %9
  %25 = add i64 %22, %24
  %26 = mul i64 %25, %9
  %27 = add i64 %24, %26
  %28 = mul i64 %27, %9
  %29 = add i64 %26, %28
  %30 = mul i64 %29, %9
  %31 = add i64 %28, %30
  %32 = mul i64 %31, %9
  %33 = add i64 %30, %32
  %niter.next.7 = add i32 %niter, 8
  %niter.ncmp.7 = icmp eq i32 %niter.next.7, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.7, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %17, !llvm.loop !11
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: 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.unroll.disable"}
!7 = !{!8, !8, i64 0}
!8 = !{!"long long", !9, i64 0}
!9 = !{!"omnipotent char", !10, i64 0}
!10 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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