; LLVM IR from upupming/algorithm :: kick-start/2020/2020D-B.ll (Z5solvev)

; 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"

@k = external dso_local global i32, align 4
@a = external dso_local global [10010 x i32], align 16
@dpl = external dso_local global [10010 x i32], align 16
@dph = external dso_local global [10010 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z5solvev() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %1) #2
  store i32 0, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr @dpl, align 16, !tbaa !5
  store i32 4, ptr @dph, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  store i32 1, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %5

5:                                                ; preds = %105, %0
  %6 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %7 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %8 = icmp slt i32 %6, %7
  br i1 %8, label %10, label %9

9:                                                ; preds = %5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  br label %108

10:                                               ; preds = %5
  %11 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %16 = sub nsw i32 %15, 1
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp eq i32 %14, %19
  br i1 %20, label %21, label %38

21:                                               ; preds = %10
  %22 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %23 = sub nsw i32 %22, 1
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %28
  store i32 %26, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %31 = sub nsw i32 %30, 1
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %36
  store i32 %34, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  br label %104

38:                                               ; preds = %10
  %39 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %44 = sub nsw i32 %43, 1
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp sgt i32 %42, %47
  br i1 %48, label %49, label %76

49:                                               ; preds = %38
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  %50 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %51 = sub nsw i32 %50, 1
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  store i32 %55, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %57 = icmp sgt i32 %56, 4
  br i1 %57, label %58, label %67

58:                                               ; preds = %49
  %59 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %60
  store i32 1, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %63
  store i32 4, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %66 = add nsw i32 %65, 1
  store i32 %66, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %75

67:                                               ; preds = %49
  %68 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %70
  store i32 %68, ptr %71, align 4, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %73
  store i32 4, ptr %74, align 4, !tbaa !5
  br label %75

75:                                               ; preds = %67, %58
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  br label %103

76:                                               ; preds = %38
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %77 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %78 = sub nsw i32 %77, 1
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !5
  %82 = sub nsw i32 %81, 1
  store i32 %82, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %84 = icmp slt i32 %83, 1
  br i1 %84, label %85, label %94

85:                                               ; preds = %76
  %86 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %87
  store i32 1, ptr %88, align 4, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %90
  store i32 4, ptr %91, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %93 = add nsw i32 %92, 1
  store i32 %93, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %102

94:                                               ; preds = %76
  %95 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %96
  store i32 1, ptr %97, align 4, !tbaa !5
  %98 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %99 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %100
  store i32 %98, ptr %101, align 4, !tbaa !5
  br label %102

102:                                              ; preds = %94, %85
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %103

103:                                              ; preds = %102, %75
  br label %104

104:                                              ; preds = %103, %21
  br label %105

105:                                              ; preds = %104
  %106 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %107 = add nsw i32 %106, 1
  store i32 %107, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %5, !llvm.loop !9

108:                                              ; preds = %9
  %109 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %1) #2
  ret i32 %109
}

; 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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"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"

@k = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@a = external dso_local local_unnamed_addr global [10010 x i32], align 16
@dpl = external dso_local local_unnamed_addr global [10010 x i32], align 16
@dph = external dso_local local_unnamed_addr global [10010 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z5solvev() local_unnamed_addr #0 {
  store i32 1, ptr @dpl, align 16, !tbaa !5
  store i32 4, ptr @dph, align 16, !tbaa !5
  %1 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %2 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %2, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %0
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  %.pre = load i32, ptr @a, align 16, !tbaa !5
  br label %.lr.ph

._crit_edge:                                      ; preds = %41, %0
  %.0.lcssa = phi i32 [ 0, %0 ], [ %.3, %41 ]
  ret i32 %.0.lcssa

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %41
  %3 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader ], [ %5, %41 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %41 ]
  %.033 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.3, %41 ]
  %4 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %indvars.iv
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %6 = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %7 = icmp eq i32 %5, %3
  br i1 %7, label %8, label %15

8:                                                ; preds = %.lr.ph
  %9 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %6
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %10, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %6
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %13, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %41

15:                                               ; preds = %.lr.ph
  %16 = icmp sgt i32 %5, %3
  br i1 %16, label %17, label %29

17:                                               ; preds = %15
  %18 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %6
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp sgt i32 %19, 3
  br i1 %20, label %21, label %25

21:                                               ; preds = %17
  %22 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 1, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 4, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %24 = add nsw i32 %.033, 1
  br label %41

25:                                               ; preds = %17
  %26 = add nsw i32 %19, 1
  %27 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %26, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %28 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 4, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  br label %41

29:                                               ; preds = %15
  %30 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %6
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp slt i32 %31, 2
  br i1 %32, label %33, label %37

33:                                               ; preds = %29
  %34 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 1, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %35 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 4, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %36 = add nsw i32 %.033, 1
  br label %41

37:                                               ; preds = %29
  %38 = add nsw i32 %31, -1
  %39 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dpl, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 1, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds [10010 x i32], ptr @dph, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %38, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  br label %41

41:                                               ; preds = %33, %37, %21, %25, %8
  %.3 = phi i32 [ %.033, %8 ], [ %24, %21 ], [ %.033, %25 ], [ %36, %33 ], [ %.033, %37 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9
}

attributes #0 = { mustprogress 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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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