; LLVM IR from DionysiosB/CodeForces :: 0500-0599 (571A-LengtheningSticks)

; 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [20 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [6 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress norecurse uwtable
define dso_local noundef i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca [3 x i64], align 16
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 24, ptr %2) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #3
  %13 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %2, i64 0, i64 0
  %14 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %2, i64 0, i64 1
  %15 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %2, i64 0, i64 2
  %16 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %13, ptr noundef %14, ptr noundef %15, ptr noundef %3)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #3
  %17 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %2, i64 0, i64 0
  %18 = load i64, ptr %17, align 16, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %2, i64 0, i64 1
  %20 = load i64, ptr %19, align 8, !tbaa !5
  %21 = add nsw i64 %18, %20
  %22 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %2, i64 0, i64 2
  %23 = load i64, ptr %22, align 16, !tbaa !5
  %24 = add nsw i64 %21, %23
  store i64 %24, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #3
  store i64 0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #3
  store i64 0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %39, %0
  %26 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %28 = icmp sle i64 %26, %27
  br i1 %28, label %30, label %29

29:                                               ; preds = %25
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #3
  br label %42

30:                                               ; preds = %25
  %31 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %32 = add nsw i64 %31, 1
  %33 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %34 = add nsw i64 %33, 2
  %35 = mul nsw i64 %32, %34
  %36 = sdiv i64 %35, 2
  %37 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %38 = add nsw i64 %37, %36
  store i64 %38, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %39

39:                                               ; preds = %30
  %40 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %41 = add nsw i64 %40, 1
  store i64 %41, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %25, !llvm.loop !9

42:                                               ; preds = %29
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #3
  store i64 0, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %43

43:                                               ; preds = %93, %42
  %44 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %45 = icmp slt i64 %44, 3
  br i1 %45, label %47, label %46

46:                                               ; preds = %43
  store i32 5, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #3
  br label %96

47:                                               ; preds = %43
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %48

48:                                               ; preds = %89, %47
  %49 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %51 = icmp sle i64 %49, %50
  br i1 %51, label %53, label %52

52:                                               ; preds = %48
  store i32 8, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  br label %92

53:                                               ; preds = %48
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #3
  %54 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %56 = sub nsw i64 %54, %55
  store i64 %56, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  %57 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %58 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %2, i64 0, i64 %57
  %59 = load i64, ptr %58, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %61 = add nsw i64 %59, %60
  %62 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %64 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %2, i64 0, i64 %63
  %65 = load i64, ptr %64, align 8, !tbaa !5
  %66 = sub nsw i64 %62, %65
  %67 = sub nsw i64 %61, %66
  store i64 %67, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #3
  %68 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %70 = icmp slt i64 %68, %69
  br i1 %70, label %71, label %73

71:                                               ; preds = %53
  %72 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %75

73:                                               ; preds = %53
  %74 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %75

75:                                               ; preds = %73, %71
  %76 = phi i64 [ %72, %71 ], [ %74, %73 ]
  store i64 %76, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %78 = icmp sge i64 %77, 0
  br i1 %78, label %79, label %88

79:                                               ; preds = %75
  %80 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %81 = add nsw i64 %80, 1
  %82 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %83 = add nsw i64 %82, 2
  %84 = mul nsw i64 %81, %83
  %85 = sdiv i64 %84, 2
  %86 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %87 = sub nsw i64 %86, %85
  store i64 %87, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %88

88:                                               ; preds = %79, %75
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #3
  br label %89

89:                                               ; preds = %88
  %90 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %91 = add nsw i64 %90, 1
  store i64 %91, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %48, !llvm.loop !11

92:                                               ; preds = %52
  br label %93

93:                                               ; preds = %92
  %94 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %95 = add nsw i64 %94, 1
  store i64 %95, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %43, !llvm.loop !12

96:                                               ; preds = %46
  %97 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %98 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i64 noundef %97)
  store i32 0, ptr %1, align 4
  store i32 1, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %3) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 24, ptr %2) #3
  %99 = load i32, ptr %1, align 4
  ret i32 %99
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare i32 @__isoc99_scanf(ptr noundef, ...) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #2

attributes #0 = { mustprogress norecurse 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 = { "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 #3 = { 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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


; 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [20 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [6 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = alloca [3 x i64], align 16
  %2 = alloca i64, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 24, ptr nonnull %1) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #4
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %5 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %1, ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %4, ptr noundef nonnull %2)
  %6 = load i64, ptr %1, align 16, !tbaa !5
  %7 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %8 = load i64, ptr %4, align 16, !tbaa !5
  %9 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %.not36 = icmp slt i64 %9, 0
  br i1 %.not36, label %.split.us, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %0
  %10 = add nuw i64 %9, 1
  %min.iters.check = icmp ult i64 %9, 3
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph.preheader54, label %vector.ph

.lr.ph.preheader54:                               ; preds = %middle.block, %.lr.ph.preheader
  %.038.ph = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %22, %middle.block ]
  %.02437.ph = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %n.vec, %middle.block ]
  br label %.lr.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph.preheader
  %n.vec = and i64 %10, -4
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vec.phi = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %19, %vector.body ]
  %vec.phi52 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %20, %vector.body ]
  %vec.ind = phi <2 x i64> [ <i64 0, i64 1>, %vector.ph ], [ %vec.ind.next, %vector.body ]
  %11 = add nuw <2 x i64> %vec.ind, <i64 1, i64 1>
  %12 = add <2 x i64> %vec.ind, <i64 3, i64 3>
  %13 = add nuw nsw <2 x i64> %vec.ind, <i64 2, i64 2>
  %14 = add <2 x i64> %vec.ind, <i64 4, i64 4>
  %15 = mul nuw nsw <2 x i64> %11, %13
  %16 = mul nuw nsw <2 x i64> %12, %14
  %17 = lshr <2 x i64> %15, <i64 1, i64 1>
  %18 = lshr <2 x i64> %16, <i64 1, i64 1>
  %19 = add <2 x i64> %17, %vec.phi
  %20 = add <2 x i64> %18, %vec.phi52
  %index.next = add nuw i64 %index, 4
  %vec.ind.next = add <2 x i64> %vec.ind, <i64 4, i64 4>
  %21 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %21, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %bin.rdx = add <2 x i64> %20, %19
  %22 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %bin.rdx)
  %cmp.n = icmp eq i64 %10, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.preheader35, label %.lr.ph.preheader54

.preheader35:                                     ; preds = %.lr.ph, %middle.block
  %.lcssa = phi i64 [ %22, %middle.block ], [ %29, %.lr.ph ]
  %23 = add i64 %7, %6
  %24 = add i64 %23, %8
  br i1 %.not36, label %.split.us, label %.preheader.preheader

.preheader.preheader:                             ; preds = %.preheader35
  %factor = shl i64 %6, 1
  br label %57

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader54, %.lr.ph
  %.038 = phi i64 [ %29, %.lr.ph ], [ %.038.ph, %.lr.ph.preheader54 ]
  %.02437 = phi i64 [ %25, %.lr.ph ], [ %.02437.ph, %.lr.ph.preheader54 ]
  %25 = add nuw i64 %.02437, 1
  %26 = add nuw nsw i64 %.02437, 2
  %27 = mul nuw nsw i64 %25, %26
  %28 = lshr i64 %27, 1
  %29 = add nuw nsw i64 %28, %.038
  %exitcond.not = icmp eq i64 %.02437, %9
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader35, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

.split.us:                                        ; preds = %55, %0, %.preheader35
  %.us-phi = phi i64 [ %.lcssa, %.preheader35 ], [ 0, %0 ], [ %.3.2, %55 ]
  %30 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i64 noundef %.us-phi)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 24, ptr nonnull %1) #4
  ret i32 0

._crit_edge:                                      ; preds = %68
  %factor.1 = shl i64 %7, 1
  br label %31

31:                                               ; preds = %42, %._crit_edge
  %.242.1 = phi i64 [ %.3, %._crit_edge ], [ %.3.1, %42 ]
  %.02541.1 = phi i64 [ 0, %._crit_edge ], [ %43, %42 ]
  %32 = sub nsw i64 %9, %.02541.1
  %.neg.1 = sub i64 %.02541.1, %24
  %33 = add i64 %.neg.1, %factor.1
  %34 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %32, i64 %33)
  %35 = icmp sgt i64 %34, -1
  br i1 %35, label %36, label %42

36:                                               ; preds = %31
  %37 = add nuw nsw i64 %34, 1
  %38 = add nuw nsw i64 %34, 2
  %39 = mul nuw nsw i64 %37, %38
  %40 = lshr i64 %39, 1
  %41 = sub nsw i64 %.242.1, %40
  br label %42

42:                                               ; preds = %36, %31
  %.3.1 = phi i64 [ %41, %36 ], [ %.242.1, %31 ]
  %43 = add nuw i64 %.02541.1, 1
  %exitcond48.1.not = icmp eq i64 %.02541.1, %9
  br i1 %exitcond48.1.not, label %._crit_edge.1, label %31, !llvm.loop !14

._crit_edge.1:                                    ; preds = %42
  %factor.2 = shl i64 %8, 1
  br label %44

44:                                               ; preds = %55, %._crit_edge.1
  %.242.2 = phi i64 [ %.3.1, %._crit_edge.1 ], [ %.3.2, %55 ]
  %.02541.2 = phi i64 [ 0, %._crit_edge.1 ], [ %56, %55 ]
  %45 = sub nsw i64 %9, %.02541.2
  %.neg.2 = sub i64 %.02541.2, %24
  %46 = add i64 %.neg.2, %factor.2
  %47 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %45, i64 %46)
  %48 = icmp sgt i64 %47, -1
  br i1 %48, label %49, label %55

49:                                               ; preds = %44
  %50 = add nuw nsw i64 %47, 1
  %51 = add nuw nsw i64 %47, 2
  %52 = mul nuw nsw i64 %50, %51
  %53 = lshr i64 %52, 1
  %54 = sub nsw i64 %.242.2, %53
  br label %55

55:                                               ; preds = %49, %44
  %.3.2 = phi i64 [ %54, %49 ], [ %.242.2, %44 ]
  %56 = add nuw i64 %.02541.2, 1
  %exitcond48.2.not = icmp eq i64 %.02541.2, %9
  br i1 %exitcond48.2.not, label %.split.us, label %44, !llvm.loop !14

57:                                               ; preds = %.preheader.preheader, %68
  %.242 = phi i64 [ %.lcssa, %.preheader.preheader ], [ %.3, %68 ]
  %.02541 = phi i64 [ 0, %.preheader.preheader ], [ %69, %68 ]
  %58 = sub nsw i64 %9, %.02541
  %.neg = sub i64 %.02541, %24
  %59 = add i64 %.neg, %factor
  %60 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %58, i64 %59)
  %61 = icmp sgt i64 %60, -1
  br i1 %61, label %62, label %68

62:                                               ; preds = %57
  %63 = add nuw nsw i64 %60, 1
  %64 = add nuw nsw i64 %60, 2
  %65 = mul nuw nsw i64 %63, %64
  %66 = lshr i64 %65, 1
  %67 = sub nsw i64 %.242, %66
  br label %68

68:                                               ; preds = %62, %57
  %.3 = phi i64 [ %67, %62 ], [ %.242, %57 ]
  %69 = add nuw i64 %.02541, 1
  %exitcond48.not = icmp eq i64 %.02541, %9
  br i1 %exitcond48.not, label %._crit_edge, label %57, !llvm.loop !14
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @__isoc99_scanf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.smin.i64(i64, i64) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64>) #3

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse 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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nofree nounwind "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 #3 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #4 = { 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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10, !12, !11}
!14 = distinct !{!14, !10}


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