; LLVM IR from bqi343/cp-notebook :: Contests/USACO Solutions/2017-18/Jan 2018/Plat/sprinklers.ll (Z5queryi)

; 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"

@N = external dso_local global i64, align 8
@lo = external dso_local global [100000 x i64], align 16
@hi = external dso_local global [100000 x i64], align 16
@ans = external dso_local global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z5gethiiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z5queryi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  %6 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %7 = sub nsw i32 %6, 1
  store i32 %7, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %8 = load i64, ptr @N, align 8, !tbaa !9
  %9 = sub nsw i64 %8, 2
  %10 = trunc i64 %9 to i32
  store i32 %10, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %11

11:                                               ; preds = %35, %1
  %12 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp slt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %36

15:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %16 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %18 = add nsw i32 %16, %17
  %19 = add nsw i32 %18, 1
  %20 = sdiv i32 %19, 2
  store i32 %20, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @hi, i64 0, i64 %22
  %24 = load i64, ptr %23, align 8, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @lo, i64 0, i64 %26
  %28 = load i64, ptr %27, align 8, !tbaa !9
  %29 = icmp sge i64 %24, %28
  br i1 %29, label %30, label %32

30:                                               ; preds = %15
  %31 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %31, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %35

32:                                               ; preds = %15
  %33 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %34 = sub nsw i32 %33, 1
  store i32 %34, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %35

35:                                               ; preds = %32, %30
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %11, !llvm.loop !11

36:                                               ; preds = %11
  %37 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %39 = call noundef i64 @_Z5gethiiii(i32 noundef 1, i32 noundef %37, i32 noundef %38)
  %40 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %41 = add nsw i64 %40, %39
  store i64 %41, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %44 = call noundef i64 @_Z5gethiiii(i32 noundef 0, i32 noundef %42, i32 noundef %43)
  %45 = mul nsw i64 2, %44
  %46 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @lo, i64 0, i64 %47
  %49 = load i64, ptr %48, align 8, !tbaa !9
  %50 = mul nsw i64 %45, %49
  %51 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %52 = sub nsw i64 %51, %50
  store i64 %52, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %54 = add nsw i32 %53, 1
  %55 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %56 = sub nsw i32 %54, %55
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @lo, i64 0, i64 %59
  %61 = load i64, ptr %60, align 8, !tbaa !9
  %62 = mul nsw i64 %57, %61
  %63 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @lo, i64 0, i64 %64
  %66 = load i64, ptr %65, align 8, !tbaa !9
  %67 = mul nsw i64 %62, %66
  %68 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %69 = add nsw i64 %68, %67
  store i64 %69, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %70 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %72 = call noundef i64 @_Z5gethiiii(i32 noundef 0, i32 noundef %70, i32 noundef %71)
  %73 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  %75 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %76 = sub nsw i32 %74, %75
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @lo, i64 0, i64 %79
  %81 = load i64, ptr %80, align 8, !tbaa !9
  %82 = mul nsw i64 %77, %81
  %83 = sub nsw i64 %72, %82
  %84 = mul nsw i64 3, %83
  %85 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %86 = add nsw i64 %85, %84
  store i64 %86, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %87 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %88 = add nsw i32 %87, 1
  %89 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %90 = sub nsw i32 %88, %89
  %91 = mul nsw i32 2, %90
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %94 = add nsw i64 %93, %92
  store i64 %94, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %95 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %96 = srem i64 %95, 1000000007
  store i64 %96, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #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 = { 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"

@N = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8
@lo = external dso_local local_unnamed_addr global [100000 x i64], align 16
@hi = external dso_local local_unnamed_addr global [100000 x i64], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z5gethiiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z5queryi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = add nsw i32 %0, -1
  %3 = load i64, ptr @N, align 8, !tbaa !5
  %4 = trunc i64 %3 to i32
  %5 = add i32 %4, -2
  %.not30 = icmp slt i32 %5, %0
  %.pre = sext i32 %0 to i64
  br i1 %.not30, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %1
  %6 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @lo, i64 0, i64 %.pre
  %7 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %8

8:                                                ; preds = %.lr.ph, %8
  %.029 = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %.1, %8 ]
  %.02528 = phi i32 [ %5, %.lr.ph ], [ %.126, %8 ]
  %9 = add nsw i32 %.029, 1
  %10 = add i32 %9, %.02528
  %11 = sdiv i32 %10, 2
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @hi, i64 0, i64 %12
  %14 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %.not = icmp slt i64 %14, %7
  %15 = add nsw i32 %11, -1
  %.126 = select i1 %.not, i32 %15, i32 %.02528
  %.1 = select i1 %.not, i32 %.029, i32 %11
  %16 = icmp slt i32 %.1, %.126
  br i1 %16, label %8, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %8, %1
  %.0.lcssa = phi i32 [ %2, %1 ], [ %.1, %8 ]
  %17 = tail call noundef i64 @_Z5gethiiii(i32 noundef 1, i32 noundef %0, i32 noundef %.0.lcssa)
  %18 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !5
  %19 = add nsw i64 %18, %17
  store i64 %19, ptr @ans, align 8, !tbaa !5
  %20 = tail call noundef i64 @_Z5gethiiii(i32 noundef 0, i32 noundef %0, i32 noundef %.0.lcssa)
  %21 = getelementptr inbounds [100000 x i64], ptr @lo, i64 0, i64 %.pre
  %22 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !5
  %reass.sub = sub i32 %.0.lcssa, %0
  %24 = add i32 %reass.sub, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = mul i64 %22, %25
  %27 = shl i64 %20, 1
  %reass.add = sub i64 %26, %27
  %reass.mul = mul i64 %reass.add, %22
  %28 = add i64 %reass.mul, %23
  store i64 %28, ptr @ans, align 8, !tbaa !5
  %29 = tail call noundef i64 @_Z5gethiiii(i32 noundef 0, i32 noundef %0, i32 noundef %.0.lcssa)
  %30 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  %31 = mul nsw i64 %30, %25
  %32 = sub nsw i64 %29, %31
  %33 = mul nsw i64 %32, 3
  %34 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !5
  %35 = shl nsw i32 %24, 1
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = add i64 %34, %36
  %38 = add i64 %37, %33
  %39 = srem i64 %38, 1000000007
  store i64 %39, ptr @ans, align 8, !tbaa !5
  ret void
}

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" }

!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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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