; LLVM IR from bqi343/cp-notebook :: Contests/USACO Training/Ch 6/6.5 latin.ll (Z3dfsiii)

; 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 i32, align 4
@ans = external dso_local global i64, align 8
@z = external dso_local global [7 x [7 x i8]], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dfsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp eq i32 %8, %9
  br i1 %10, label %11, label %25

11:                                               ; preds = %3
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %14 = sub nsw i32 %13, 1
  %15 = icmp eq i32 %12, %14
  br i1 %15, label %16, label %19

16:                                               ; preds = %11
  %17 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %18 = add nsw i64 %17, 1
  store i64 %18, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  br label %24

19:                                               ; preds = %11
  %20 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %21, 1
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %20, i32 noundef %22, i32 noundef %23)
  br label %24

24:                                               ; preds = %19, %16
  br label %85

25:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %82, %25
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp slt i32 %27, %28
  br i1 %29, label %31, label %30

30:                                               ; preds = %26
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %85

31:                                               ; preds = %26
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %34 = icmp ne i32 %32, %33
  br i1 %34, label %35, label %81

35:                                               ; preds = %31
  %36 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds [7 x [7 x i8]], ptr @z, i64 0, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [7 x i8], ptr %38, i64 0, i64 %40
  %42 = load i8, ptr %41, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %43 = trunc i8 %42 to i1
  %44 = zext i1 %43 to i32
  %45 = icmp eq i32 %44, 0
  br i1 %45, label %46, label %81

46:                                               ; preds = %35
  %47 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %49 = shl i32 1, %48
  %50 = and i32 %47, %49
  %51 = icmp eq i32 %50, 0
  br i1 %51, label %52, label %81

52:                                               ; preds = %46
  %53 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [7 x [7 x i8]], ptr @z, i64 0, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds [7 x i8], ptr %55, i64 0, i64 %57
  store i8 1, ptr %58, align 1, !tbaa !11
  %59 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %61 = sub nsw i32 %60, 1
  %62 = icmp eq i32 %59, %61
  br i1 %62, label %63, label %66

63:                                               ; preds = %52
  %64 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %65, i32 noundef 1, i32 noundef 0)
  br label %74

66:                                               ; preds = %52
  %67 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  %70 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %72 = shl i32 1, %71
  %73 = or i32 %70, %72
  call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %67, i32 noundef %69, i32 noundef %73)
  br label %74

74:                                               ; preds = %66, %63
  %75 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds [7 x [7 x i8]], ptr @z, i64 0, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds [7 x i8], ptr %77, i64 0, i64 %79
  store i8 0, ptr %80, align 1, !tbaa !11
  br label %81

81:                                               ; preds = %74, %46, %35, %31
  br label %82

82:                                               ; preds = %81
  %83 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  store i32 %84, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %26, !llvm.loop !15

85:                                               ; preds = %30, %24
  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 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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"bool", !7, i64 0}
!13 = !{i8 0, i8 2}
!14 = !{}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"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 i32, align 4
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8
@z = external dso_local local_unnamed_addr global [7 x [7 x i8]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3dfsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp eq i32 %1, %0
  %.pre = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  br i1 %4, label %.lr.ph, label %.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %5 = add nsw i32 %.pre, -1
  %6 = icmp eq i32 %5, %1
  br i1 %6, label %13, label %.preheader.loopexit

.preheader.loopexit:                              ; preds = %.lr.ph
  %7 = add nsw i32 %1, 1
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.loopexit, %3
  %.tr26.lcssa = phi i32 [ %1, %3 ], [ %7, %.preheader.loopexit ]
  %8 = icmp sgt i32 %.pre, 1
  br i1 %8, label %.lr.ph31, label %.loopexit

.lr.ph31:                                         ; preds = %.preheader
  %9 = sext i32 %.tr26.lcssa to i64
  %10 = add nsw i32 %.tr26.lcssa, 1
  %11 = add nsw i32 %0, 1
  %12 = zext i32 %0 to i64
  br label %16

13:                                               ; preds = %.lr.ph
  %14 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %15 = add nsw i64 %14, 1
  store i64 %15, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  br label %.loopexit

16:                                               ; preds = %.lr.ph31, %34
  %17 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph31 ], [ %35, %34 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph31 ], [ %indvars.iv.next, %34 ]
  %.not = icmp eq i64 %indvars.iv, %12
  br i1 %.not, label %34, label %18

18:                                               ; preds = %16
  %19 = getelementptr inbounds [7 x [7 x i8]], ptr @z, i64 0, i64 %9, i64 %indvars.iv
  %20 = load i8, ptr %19, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %21 = icmp eq i8 %20, 0
  br i1 %21, label %22, label %34

22:                                               ; preds = %18
  %23 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %24 = shl nuw i32 1, %23
  %25 = and i32 %24, %2
  %26 = icmp eq i32 %25, 0
  br i1 %26, label %27, label %34

27:                                               ; preds = %22
  store i8 1, ptr %19, align 1, !tbaa !11
  %28 = add nsw i32 %17, -1
  %29 = icmp eq i32 %28, %.tr26.lcssa
  br i1 %29, label %30, label %31

30:                                               ; preds = %27
  tail call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %11, i32 noundef 1, i32 noundef 0)
  br label %33

31:                                               ; preds = %27
  %32 = or i32 %24, %2
  tail call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %10, i32 noundef %32)
  br label %33

33:                                               ; preds = %31, %30
  store i8 0, ptr %19, align 1, !tbaa !11
  %.pre33 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  br label %34

34:                                               ; preds = %16, %18, %22, %33
  %35 = phi i32 [ %17, %16 ], [ %17, %18 ], [ %17, %22 ], [ %.pre33, %33 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %36
  br i1 %37, label %16, label %.loopexit, !llvm.loop !15

.loopexit:                                        ; preds = %34, %.preheader, %13
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress nofree 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"bool", !7, i64 0}
!13 = !{i8 0, i8 2}
!14 = !{}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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