; LLVM IR from Tunghohin/Competitive_Coding :: Luogu/p3372.ll (Z6modifyiiii)

; 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"

%struct.Node = type { i32, i32, i64, i64 }

@tr = external dso_local global [400040 x %struct.Node], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z7push_upi(i32 noundef) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z9push_downi(i32 noundef) #0

; 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

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z6modifyiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #2 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %11 = sext i32 %10 to i64
  %12 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %11
  %13 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %12, i32 0, i32 0
  %14 = load i32, ptr %13, align 8, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp sge i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %56

17:                                               ; preds = %4
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %19
  %21 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %20, i32 0, i32 1
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !12
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp sle i32 %22, %23
  br i1 %24, label %25, label %56

25:                                               ; preds = %17
  %26 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %29
  %31 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %30, i32 0, i32 2
  %32 = load i64, ptr %31, align 8, !tbaa !13
  %33 = add nsw i64 %32, %27
  store i64 %33, ptr %31, align 8, !tbaa !13
  %34 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %35
  %37 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %36, i32 0, i32 1
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !12
  %39 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %40
  %42 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %41, i32 0, i32 0
  %43 = load i32, ptr %42, align 8, !tbaa !9
  %44 = sub nsw i32 %38, %43
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = mul nsw i64 %46, %48
  %50 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %51
  %53 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %52, i32 0, i32 3
  %54 = load i64, ptr %53, align 8, !tbaa !14
  %55 = add nsw i64 %54, %49
  store i64 %55, ptr %53, align 8, !tbaa !14
  br label %92

56:                                               ; preds = %17, %4
  %57 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z9push_downi(i32 noundef %57)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %58 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %59
  %61 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %60, i32 0, i32 0
  %62 = load i32, ptr %61, align 8, !tbaa !9
  %63 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %64
  %66 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %65, i32 0, i32 1
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !12
  %68 = add nsw i32 %62, %67
  %69 = ashr i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %72 = icmp sle i32 %70, %71
  br i1 %72, label %73, label %79

73:                                               ; preds = %56
  %74 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %75 = shl i32 %74, 1
  %76 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z6modifyiiii(i32 noundef %75, i32 noundef %76, i32 noundef %77, i32 noundef %78)
  br label %79

79:                                               ; preds = %73, %56
  %80 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %82 = icmp sgt i32 %80, %81
  br i1 %82, label %83, label %90

83:                                               ; preds = %79
  %84 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %85 = shl i32 %84, 1
  %86 = or i32 %85, 1
  %87 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z6modifyiiii(i32 noundef %86, i32 noundef %87, i32 noundef %88, i32 noundef %89)
  br label %90

90:                                               ; preds = %83, %79
  %91 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z7push_upi(i32 noundef %91)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %92

92:                                               ; preds = %90, %25
  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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { 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 #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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !6, i64 0}
!10 = !{!"_ZTS4Node", !6, i64 0, !6, i64 4, !11, i64 8, !11, i64 16}
!11 = !{!"long long", !7, i64 0}
!12 = !{!10, !6, i64 4}
!13 = !{!10, !11, i64 8}
!14 = !{!10, !11, i64 16}


; 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"

%struct.Node = type { i32, i32, i64, i64 }

@tr = external dso_local local_unnamed_addr global [400040 x %struct.Node], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z7push_upi(i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z9push_downi(i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z6modifyiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sext i32 %0 to i64
  %6 = getelementptr inbounds [400040 x %struct.Node], ptr @tr, i64 0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %.not = icmp slt i32 %7, %1
  br i1 %.not, label %22, label %8

8:                                                ; preds = %4
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 4
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !11
  %.not27 = icmp sgt i32 %10, %2
  br i1 %.not27, label %22, label %11

11:                                               ; preds = %8
  %12 = sext i32 %3 to i64
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 8
  %14 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !12
  %15 = add nsw i64 %14, %12
  store i64 %15, ptr %13, align 8, !tbaa !12
  %reass.sub = sub i32 %10, %7
  %16 = add i32 %reass.sub, 1
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = mul nsw i64 %17, %12
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 16
  %20 = load i64, ptr %19, align 8, !tbaa !13
  %21 = add nsw i64 %20, %18
  store i64 %21, ptr %19, align 8, !tbaa !13
  br label %36

22:                                               ; preds = %8, %4
  tail call void @_Z9push_downi(i32 noundef %0)
  %23 = load i32, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 4
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !11
  %26 = add nsw i32 %25, %23
  %27 = ashr i32 %26, 1
  %.not28 = icmp slt i32 %27, %1
  br i1 %.not28, label %30, label %28

28:                                               ; preds = %22
  %29 = shl i32 %0, 1
  tail call void @_Z6modifyiiii(i32 noundef %29, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3)
  br label %30

30:                                               ; preds = %28, %22
  %31 = icmp slt i32 %27, %2
  br i1 %31, label %32, label %35

32:                                               ; preds = %30
  %33 = shl i32 %0, 1
  %34 = or disjoint i32 %33, 1
  tail call void @_Z6modifyiiii(i32 noundef %34, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3)
  br label %35

35:                                               ; preds = %32, %30
  tail call void @_Z7push_upi(i32 noundef %0)
  br label %36

36:                                               ; preds = %35, %11
  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, !7, i64 0}
!6 = !{!"_ZTS4Node", !7, i64 0, !7, i64 4, !10, i64 8, !10, i64 16}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!10 = !{!"long long", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !7, i64 4}
!12 = !{!6, !10, i64 8}
!13 = !{!6, !10, i64 16}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,TailCallElimPass