; LLVM IR from Tunghohin/Competitive_Coding :: Luogu (p1036)

; 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"

@sum = external dso_local global i32, align 4
@k = external dso_local global i32, align 4
@a = external dso_local global [20 x i32], align 16
@c = external dso_local global [20 x i32], align 16
@n = external dso_local global i32, align 4
@b = external dso_local global [20 x i32], align 16

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @isprime(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: nounwind uwtable
define dso_local void @dfs(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %7 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %8 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp eq i32 %7, %8
  br i1 %9, label %10, label %38

10:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %11

11:                                               ; preds = %26, %10
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp slt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %16, label %15

15:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %29

16:                                               ; preds = %11
  %17 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %17, %24
  store i32 %25, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %16
  %27 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %11, !llvm.loop !9

29:                                               ; preds = %15
  %30 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %31 = call i32 @isprime(i32 noundef %30)
  store i32 %31, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp eq i32 %32, 1
  br i1 %33, label %34, label %37

34:                                               ; preds = %29
  %35 = load i32, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %36 = add nsw i32 %35, 1
  store i32 %36, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  br label %37

37:                                               ; preds = %34, %29
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  br label %73

38:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %39 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %40 = sub nsw i32 %39, 1
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  store i32 %43, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %69, %38
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %47 = icmp slt i32 %45, %46
  br i1 %47, label %49, label %48

48:                                               ; preds = %44
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %72

49:                                               ; preds = %44
  %50 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %54 = icmp eq i32 %53, 0
  br i1 %54, label %55, label %68

55:                                               ; preds = %49
  %56 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %58
  store i32 %56, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %61
  store i32 1, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  call void @dfs(i32 noundef %64)
  %65 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %66
  store i32 0, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  br label %68

68:                                               ; preds = %55, %49
  br label %69

69:                                               ; preds = %68
  %70 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %44, !llvm.loop !11

72:                                               ; preds = %48
  br label %73

73:                                               ; preds = %72, %37
  ret void
}

attributes #0 = { 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/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !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"

@sum = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@k = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@a = external dso_local local_unnamed_addr global [20 x i32], align 16
@c = external dso_local local_unnamed_addr global [20 x i32], align 16
@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@b = external dso_local local_unnamed_addr global [20 x i32], align 16

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @dfs(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %3 = icmp eq i32 %2, %0
  br i1 %3, label %.preheader, label %41

.preheader:                                       ; preds = %1
  %4 = icmp sgt i32 %0, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph22.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph22.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %0 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 3
  %5 = icmp ult i32 %0, 4
  br i1 %5, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph22.preheader.new

.lr.ph22.preheader.new:                           ; preds = %.lr.ph22.preheader
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 2147483644
  br label %.lr.ph22

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %.lr.ph22, %.lr.ph22.preheader
  %.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph22.preheader ], [ %37, %.lr.ph22 ]
  %indvars.iv24.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph22.preheader ], [ %indvars.iv.next25.3, %.lr.ph22 ]
  %.01720.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph22.preheader ], [ %37, %.lr.ph22 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph22.epil

.lr.ph22.epil:                                    ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph22.epil
  %indvars.iv24.epil = phi i64 [ %indvars.iv.next25.epil, %.lr.ph22.epil ], [ %indvars.iv24.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %.01720.epil = phi i32 [ %11, %.lr.ph22.epil ], [ %.01720.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i64 [ %epil.iter.next, %.lr.ph22.epil ], [ 0, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %6 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv24.epil
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = sext i32 %7 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = add nsw i32 %10, %.01720.epil
  %indvars.iv.next25.epil = add nuw nsw i64 %indvars.iv24.epil, 1
  %epil.iter.next = add i64 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i64 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph22.epil, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph22.epil, %.preheader
  %.017.lcssa = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ %.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %11, %.lr.ph22.epil ]
  %12 = tail call i32 @isprime(i32 noundef %.017.lcssa)
  %13 = icmp eq i32 %12, 1
  br i1 %13, label %38, label %.loopexit

.lr.ph22:                                         ; preds = %.lr.ph22, %.lr.ph22.preheader.new
  %indvars.iv24 = phi i64 [ 0, %.lr.ph22.preheader.new ], [ %indvars.iv.next25.3, %.lr.ph22 ]
  %.01720 = phi i32 [ 0, %.lr.ph22.preheader.new ], [ %37, %.lr.ph22 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph22.preheader.new ], [ %niter.next.3, %.lr.ph22 ]
  %14 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv24
  %15 = load i32, ptr %14, align 16, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = add nsw i32 %18, %.01720
  %indvars.iv.next25 = or disjoint i64 %indvars.iv24, 1
  %20 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv.next25
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %24, %19
  %indvars.iv.next25.1 = or disjoint i64 %indvars.iv24, 2
  %26 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv.next25.1
  %27 = load i32, ptr %26, align 8, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = add nsw i32 %30, %25
  %indvars.iv.next25.2 = or disjoint i64 %indvars.iv24, 3
  %32 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv.next25.2
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, %31
  %indvars.iv.next25.3 = add nuw nsw i64 %indvars.iv24, 4
  %niter.next.3 = add i64 %niter, 4
  %niter.ncmp.3 = icmp eq i64 %niter.next.3, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.3, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph22, !llvm.loop !11

38:                                               ; preds = %._crit_edge
  %39 = load i32, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %40 = add nsw i32 %39, 1
  store i32 %40, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

41:                                               ; preds = %1
  %42 = add nsw i32 %0, -1
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %47 = icmp slt i32 %45, %46
  br i1 %47, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %41
  %48 = sext i32 %0 to i64
  %49 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %48
  %50 = add nsw i32 %0, 1
  %51 = sext i32 %45 to i64
  br label %52

52:                                               ; preds = %.lr.ph, %59
  %53 = phi i32 [ %46, %.lr.ph ], [ %60, %59 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %51, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %59 ]
  %54 = getelementptr inbounds [20 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %indvars.iv
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = icmp eq i32 %55, 0
  br i1 %56, label %57, label %59

57:                                               ; preds = %52
  %58 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  store i32 %58, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  tail call void @dfs(i32 noundef %50)
  store i32 0, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %.pre = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  br label %59

59:                                               ; preds = %52, %57
  %60 = phi i32 [ %53, %52 ], [ %.pre, %57 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %61
  br i1 %62, label %52, label %.loopexit, !llvm.loop !13

.loopexit:                                        ; preds = %59, %41, %._crit_edge, %38
  ret void
}

attributes #0 = { 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


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