; LLVM IR from AllAlgorithms/c :: algorithms/dynamic-programming (matrix_chain_multiplication1)

; 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"

@s = external dso_local global [20 x [20 x i32]], align 16
@n = external dso_local global i32, align 4
@i = external dso_local global i32, align 4
@j = external dso_local global i32, align 4
@m = external dso_local global [20 x [20 x i64]], align 16
@p = external dso_local global [20 x i32], align 16

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @matrix_multiply() #0 {
  %1 = alloca i64, align 8
  %2 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %1) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  %3 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  br label %4

4:                                                ; preds = %98, %0
  %5 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %6 = icmp sgt i32 %5, 0
  br i1 %6, label %7, label %101

7:                                                ; preds = %4
  %8 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  store i32 %8, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  br label %9

9:                                                ; preds = %94, %7
  %10 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp sle i32 %10, %11
  br i1 %12, label %13, label %97

13:                                               ; preds = %9
  %14 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp eq i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %24

17:                                               ; preds = %13
  %18 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [20 x i64], ptr %20, i64 0, i64 %22
  store i64 0, ptr %23, align 8, !tbaa !9
  br label %93

24:                                               ; preds = %13
  %25 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  store i32 %25, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %89, %24
  %27 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp slt i32 %27, %28
  br i1 %29, label %30, label %92

30:                                               ; preds = %26
  %31 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds [20 x i64], ptr %33, i64 0, i64 %35
  %37 = load i64, ptr %36, align 8, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %39 = add nsw i32 %38, 1
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [20 x i64], ptr %41, i64 0, i64 %43
  %45 = load i64, ptr %44, align 8, !tbaa !9
  %46 = add nsw i64 %37, %45
  %47 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %48 = sub nsw i32 %47, 1
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = mul nsw i32 %51, %55
  %57 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %61 = mul nsw i32 %56, %60
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = add nsw i64 %46, %62
  store i64 %63, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %64 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %65 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %66
  %68 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %69 = sext i32 %68 to i64
  %70 = getelementptr inbounds [20 x i64], ptr %67, i64 0, i64 %69
  %71 = load i64, ptr %70, align 8, !tbaa !9
  %72 = icmp slt i64 %64, %71
  br i1 %72, label %73, label %88

73:                                               ; preds = %30
  %74 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !9
  %75 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %76
  %78 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds [20 x i64], ptr %77, i64 0, i64 %79
  store i64 %74, ptr %80, align 8, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i32]], ptr @s, i64 0, i64 %83
  %85 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr %84, i64 0, i64 %86
  store i32 %81, ptr %87, align 4, !tbaa !5
  br label %88

88:                                               ; preds = %73, %30
  br label %89

89:                                               ; preds = %88
  %90 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %91 = add nsw i32 %90, 1
  store i32 %91, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %26, !llvm.loop !11

92:                                               ; preds = %26
  br label %93

93:                                               ; preds = %92, %17
  br label %94

94:                                               ; preds = %93
  %95 = load i32, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  %96 = add nsw i32 %95, 1
  store i32 %96, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  br label %9, !llvm.loop !13

97:                                               ; preds = %9
  br label %98

98:                                               ; preds = %97
  %99 = load i32, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  %100 = add nsw i32 %99, -1
  store i32 %100, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  br label %4, !llvm.loop !14

101:                                              ; preds = %4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %1) #2
  ret void
}

; 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long", !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"

@s = external dso_local local_unnamed_addr global [20 x [20 x i32]], align 16
@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@i = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@j = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@m = external dso_local local_unnamed_addr global [20 x [20 x i64]], align 16
@p = external dso_local local_unnamed_addr global [20 x i32], align 16

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @matrix_multiply() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %2 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %2, label %.preheader14.preheader, label %39

.preheader14.preheader:                           ; preds = %0
  %3 = zext nneg i32 %1 to i64
  %4 = zext nneg i32 %1 to i64
  %5 = add nuw i32 %1, 1
  br label %.preheader14

.preheader14:                                     ; preds = %.preheader14.preheader, %._crit_edge
  %indvars.iv27 = phi i64 [ %4, %.preheader14.preheader ], [ %indvars.iv.next28.pre-phi, %._crit_edge ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %3, %.preheader14.preheader ], [ %indvars.iv.next, %._crit_edge ]
  %.not16 = icmp sgt i64 %indvars.iv27, %4
  br i1 %.not16, label %.preheader14.._crit_edge_crit_edge, label %.lr.ph19

.preheader14.._crit_edge_crit_edge:               ; preds = %.preheader14
  %6 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv27 to i32
  %.pre = add nsw i64 %indvars.iv27, -1
  br label %._crit_edge

.lr.ph19:                                         ; preds = %.preheader14
  %7 = add nsw i64 %indvars.iv27, -1
  %8 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %7
  %9 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %indvars.iv27, i64 %indvars.iv27
  br label %10

10:                                               ; preds = %.lr.ph19, %.loopexit
  %indvars.iv29 = phi i64 [ %indvars.iv27, %.lr.ph19 ], [ %indvars.iv.next30, %.loopexit ]
  %11 = icmp eq i64 %indvars.iv29, %indvars.iv27
  br i1 %11, label %18, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %10
  %12 = icmp slt i64 %indvars.iv27, %indvars.iv29
  br i1 %12, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader
  %13 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv29
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %factor.op.mul = mul i32 %13, %15
  %16 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %indvars.iv27, i64 %indvars.iv29
  %17 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i32]], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv27, i64 %indvars.iv29
  %.promoted = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  br label %19

18:                                               ; preds = %10
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %.loopexit

19:                                               ; preds = %.lr.ph, %33
  %indvars.iv24 = phi i64 [ %indvars.iv, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next25, %33 ]
  %20 = phi i64 [ %.promoted, %.lr.ph ], [ %34, %33 ]
  %21 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %indvars.iv27, i64 %indvars.iv24
  %22 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %indvars.iv.next25 = add nuw nsw i64 %indvars.iv24, 1
  %23 = getelementptr inbounds [20 x [20 x i64]], ptr @m, i64 0, i64 %indvars.iv.next25, i64 %indvars.iv29
  %24 = load i64, ptr %23, align 8, !tbaa !9
  %25 = add nsw i64 %24, %22
  %26 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv24
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %.reass = mul i32 %27, %factor.op.mul
  %28 = sext i32 %.reass to i64
  %29 = add nsw i64 %25, %28
  %30 = icmp slt i64 %29, %20
  br i1 %30, label %31, label %33

31:                                               ; preds = %19
  store i64 %29, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %32 = trunc nuw i64 %indvars.iv24 to i32
  store i32 %32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  br label %33

33:                                               ; preds = %19, %31
  %34 = phi i64 [ %20, %19 ], [ %29, %31 ]
  %sext = shl i64 %indvars.iv.next25, 32
  %35 = ashr exact i64 %sext, 32
  %36 = icmp slt i64 %35, %indvars.iv29
  br i1 %36, label %19, label %.loopexit, !llvm.loop !11

.loopexit:                                        ; preds = %33, %.preheader, %18
  %indvars.iv.next30 = add nsw i64 %indvars.iv29, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next30 to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %5, %lftr.wideiv
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %10, !llvm.loop !13

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %.preheader14.._crit_edge_crit_edge
  %indvars.iv.next28.pre-phi = phi i64 [ %.pre, %.preheader14.._crit_edge_crit_edge ], [ %7, %.loopexit ]
  %storemerge13.lcssa = phi i32 [ %6, %.preheader14.._crit_edge_crit_edge ], [ %5, %.loopexit ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %37 = icmp sgt i64 %indvars.iv27, 1
  br i1 %37, label %.preheader14, label %._crit_edge21, !llvm.loop !14

._crit_edge21:                                    ; preds = %._crit_edge
  %38 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next28.pre-phi to i32
  store i32 %storemerge13.lcssa, ptr @j, align 4, !tbaa !5
  br label %39

39:                                               ; preds = %._crit_edge21, %0
  %storemerge.lcssa = phi i32 [ %38, %._crit_edge21 ], [ %1, %0 ]
  store i32 %storemerge.lcssa, ptr @i, align 4, !tbaa !5
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, 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 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}


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