; LLVM IR from DionysiosB/CodeForces :: 1000-1099/1059C-SequenceTransformation.ll (Z5solvell)

; 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"

@seq = external dso_local global [1000006 x i64], align 16
@ans = external dso_local global [1000006 x i64], align 16
@ptr = external dso_local global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z5solvell(i64 noundef %0, i64 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  store i64 %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %7 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %8 = icmp eq i64 %7, 1
  br i1 %8, label %9, label %14

9:                                                ; preds = %2
  %10 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %11 = load i64, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %12 = add nsw i64 %11, 1
  store i64 %12, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %13 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %11
  store i64 %10, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  br label %89

14:                                               ; preds = %2
  %15 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %16 = icmp eq i64 %15, 2
  br i1 %16, label %17, label %27

17:                                               ; preds = %14
  %18 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i64, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %20 = add nsw i64 %19, 1
  store i64 %20, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %19
  store i64 %18, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = mul nsw i64 2, %22
  %24 = load i64, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %25 = add nsw i64 %24, 1
  store i64 %25, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %26 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %24
  store i64 %23, ptr %26, align 8, !tbaa !5
  br label %89

27:                                               ; preds = %14
  %28 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %29 = icmp eq i64 %28, 3
  br i1 %29, label %30, label %44

30:                                               ; preds = %27
  %31 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %32 = load i64, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %33 = add nsw i64 %32, 1
  store i64 %33, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %32
  store i64 %31, ptr %34, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i64, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %37 = add nsw i64 %36, 1
  store i64 %37, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %38 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %36
  store i64 %35, ptr %38, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %40 = mul nsw i64 3, %39
  %41 = load i64, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %42 = add nsw i64 %41, 1
  store i64 %42, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %41
  store i64 %40, ptr %43, align 8, !tbaa !5
  br label %89

44:                                               ; preds = %27
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  store i64 0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %45

45:                                               ; preds = %62, %44
  %46 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %48 = icmp slt i64 %46, %47
  br i1 %48, label %50, label %49

49:                                               ; preds = %45
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  br label %65

50:                                               ; preds = %45
  %51 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %51
  %53 = load i64, ptr %52, align 8, !tbaa !5
  %54 = and i64 %53, 1
  %55 = icmp ne i64 %54, 0
  br i1 %55, label %56, label %61

56:                                               ; preds = %50
  %57 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i64, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %59 = add nsw i64 %58, 1
  store i64 %59, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %60 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %58
  store i64 %57, ptr %60, align 8, !tbaa !5
  br label %61

61:                                               ; preds = %56, %50
  br label %62

62:                                               ; preds = %61
  %63 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %64 = add nsw i64 %63, 1
  store i64 %64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %45, !llvm.loop !9

65:                                               ; preds = %49
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  store i64 0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %66

66:                                               ; preds = %81, %65
  %67 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %68 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %69 = sdiv i64 %68, 2
  %70 = icmp slt i64 %67, %69
  br i1 %70, label %72, label %71

71:                                               ; preds = %66
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  br label %84

72:                                               ; preds = %66
  %73 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %74 = mul nsw i64 2, %73
  %75 = add nsw i64 %74, 1
  %76 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %75
  %77 = load i64, ptr %76, align 8, !tbaa !5
  %78 = sdiv i64 %77, 2
  %79 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %80 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %79
  store i64 %78, ptr %80, align 8, !tbaa !5
  br label %81

81:                                               ; preds = %72
  %82 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %83 = add nsw i64 %82, 1
  store i64 %83, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %66, !llvm.loop !11

84:                                               ; preds = %71
  %85 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %86 = sdiv i64 %85, 2
  %87 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %88 = mul nsw i64 2, %87
  call void @_Z5solvell(i64 noundef %86, i64 noundef %88)
  br label %89

89:                                               ; preds = %84, %30, %17, %9
  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 = !{!"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}


; 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"

@seq = external dso_local local_unnamed_addr global [1000006 x i64], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global [1000006 x i64], align 16
@ptr = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z5solvell(i64 noundef %0, i64 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %ptr.promoted31 = load i64, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %._crit_edge, %2
  %3 = phi i64 [ %ptr.promoted31, %2 ], [ %54, %._crit_edge ]
  %ptr.promoted35 = phi i64 [ %ptr.promoted31, %2 ], [ %ptr.promoted3240, %._crit_edge ]
  %.tr = phi i64 [ %0, %2 ], [ %53, %._crit_edge ]
  %.tr24 = phi i64 [ %1, %2 ], [ %55, %._crit_edge ]
  switch i64 %.tr, label %.preheader25 [
    i64 1, label %.loopexit
    i64 2, label %7
    i64 3, label %11
  ]

.preheader25:                                     ; preds = %tailrecurse
  %4 = icmp sgt i64 %.tr, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph.preheader, label %.preheader.thread

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader25
  %xtraiter = and i64 %.tr, 1
  %5 = icmp eq i64 %.tr, 1
  br i1 %5, label %.preheader.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %.tr, 9223372036854775806
  br label %.lr.ph

.preheader.thread:                                ; preds = %.preheader25
  %.tr.nonneg = sub i64 0, %.tr
  %6 = lshr i64 %.tr.nonneg, 1
  %.neg = sub nsw i64 0, %6
  br label %._crit_edge

7:                                                ; preds = %tailrecurse
  %8 = add nsw i64 %3, 1
  %9 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %3
  store i64 %.tr24, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %10 = shl nsw i64 %.tr24, 1
  br label %.loopexit

11:                                               ; preds = %tailrecurse
  %12 = add nsw i64 %3, 1
  %13 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %3
  store i64 %.tr24, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %14 = add nsw i64 %3, 2
  %15 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %12
  store i64 %.tr24, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %16 = mul nsw i64 %.tr24, 3
  br label %.loopexit

.preheader.unr-lcssa:                             ; preds = %42, %.lr.ph.preheader
  %.lcssa.ph = phi i64 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %43, %42 ]
  %ptr.promoted33.lcssa.ph = phi i64 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %ptr.promoted33.1, %42 ]
  %.unr = phi i64 [ %3, %.lr.ph.preheader ], [ %43, %42 ]
  %ptr.promoted34.unr = phi i64 [ %ptr.promoted35, %.lr.ph.preheader ], [ %ptr.promoted33.1, %42 ]
  %.02128.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %45, %42 ]
  %.unr63 = phi i64 [ %ptr.promoted35, %.lr.ph.preheader ], [ %44, %42 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.preheader.unr-lcssa
  %17 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %.02128.unr
  %18 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %19 = and i64 %18, 1
  %.not.epil = icmp eq i64 %19, 0
  br i1 %.not.epil, label %.preheader, label %20

20:                                               ; preds = %.lr.ph.epil
  %21 = add nsw i64 %.unr63, 1
  store i64 %21, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %.unr63
  store i64 %.tr24, ptr %22, align 8, !tbaa !5
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph.epil, %20, %.preheader.unr-lcssa
  %.lcssa = phi i64 [ %.lcssa.ph, %.preheader.unr-lcssa ], [ %.unr, %.lr.ph.epil ], [ %21, %20 ]
  %ptr.promoted33.lcssa = phi i64 [ %ptr.promoted33.lcssa.ph, %.preheader.unr-lcssa ], [ %ptr.promoted34.unr, %.lr.ph.epil ], [ %21, %20 ]
  %23 = lshr i64 %.tr, 1
  %.not49 = icmp eq i64 %.tr, 1
  br i1 %.not49, label %._crit_edge, label %.lr.ph30.preheader

.lr.ph30.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %24 = icmp eq i64 %23, 1
  br i1 %24, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph30.preheader.new

.lr.ph30.preheader.new:                           ; preds = %.lr.ph30.preheader
  %unroll_iter68 = and i64 %23, 4611686018427387902
  br label %.lr.ph30

.lr.ph:                                           ; preds = %42, %.lr.ph.preheader.new
  %25 = phi i64 [ %3, %.lr.ph.preheader.new ], [ %43, %42 ]
  %ptr.promoted34 = phi i64 [ %ptr.promoted35, %.lr.ph.preheader.new ], [ %ptr.promoted33.1, %42 ]
  %.02128 = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %45, %42 ]
  %26 = phi i64 [ %ptr.promoted35, %.lr.ph.preheader.new ], [ %44, %42 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %42 ]
  %27 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %.02128
  %28 = load i64, ptr %27, align 16, !tbaa !5
  %29 = and i64 %28, 1
  %.not = icmp eq i64 %29, 0
  br i1 %.not, label %.lr.ph.1, label %30

30:                                               ; preds = %.lr.ph
  %31 = add nsw i64 %26, 1
  store i64 %31, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %26
  store i64 %.tr24, ptr %32, align 8, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %30
  %33 = phi i64 [ %25, %.lr.ph ], [ %31, %30 ]
  %ptr.promoted33 = phi i64 [ %ptr.promoted34, %.lr.ph ], [ %31, %30 ]
  %34 = phi i64 [ %26, %.lr.ph ], [ %31, %30 ]
  %35 = or disjoint i64 %.02128, 1
  %36 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %35
  %37 = load i64, ptr %36, align 8, !tbaa !5
  %38 = and i64 %37, 1
  %.not.1 = icmp eq i64 %38, 0
  br i1 %.not.1, label %42, label %39

39:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  %40 = add nsw i64 %34, 1
  store i64 %40, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %41 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %34
  store i64 %.tr24, ptr %41, align 8, !tbaa !5
  br label %42

42:                                               ; preds = %39, %.lr.ph.1
  %43 = phi i64 [ %33, %.lr.ph.1 ], [ %40, %39 ]
  %ptr.promoted33.1 = phi i64 [ %ptr.promoted33, %.lr.ph.1 ], [ %40, %39 ]
  %44 = phi i64 [ %34, %.lr.ph.1 ], [ %40, %39 ]
  %45 = add nuw nsw i64 %.02128, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.preheader.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %.lr.ph30, %.lr.ph30.preheader
  %.029.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph30.preheader ], [ %69, %.lr.ph30 ]
  %46 = and i64 %.tr, 2
  %lcmp.mod67.not = icmp eq i64 %46, 0
  br i1 %lcmp.mod67.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph30.epil

.lr.ph30.epil:                                    ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %47 = shl nuw nsw i64 %.029.unr, 1
  %48 = or disjoint i64 %47, 1
  %49 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %48
  %50 = load i64, ptr %49, align 8, !tbaa !5
  %51 = sdiv i64 %50, 2
  %52 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %.029.unr
  store i64 %51, ptr %52, align 8, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph30.epil, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.preheader.thread, %.preheader
  %53 = phi i64 [ %.neg, %.preheader.thread ], [ %23, %.preheader ], [ %23, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %23, %.lr.ph30.epil ]
  %ptr.promoted3240 = phi i64 [ %ptr.promoted35, %.preheader.thread ], [ %ptr.promoted33.lcssa, %.preheader ], [ %ptr.promoted33.lcssa, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %ptr.promoted33.lcssa, %.lr.ph30.epil ]
  %54 = phi i64 [ %3, %.preheader.thread ], [ %.lcssa, %.preheader ], [ %.lcssa, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %.lcssa, %.lr.ph30.epil ]
  %55 = shl nsw i64 %.tr24, 1
  br label %tailrecurse

.lr.ph30:                                         ; preds = %.lr.ph30, %.lr.ph30.preheader.new
  %.029 = phi i64 [ 0, %.lr.ph30.preheader.new ], [ %69, %.lr.ph30 ]
  %niter69 = phi i64 [ 0, %.lr.ph30.preheader.new ], [ %niter69.next.1, %.lr.ph30 ]
  %56 = shl nuw nsw i64 %.029, 1
  %57 = or disjoint i64 %56, 1
  %58 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %57
  %59 = load i64, ptr %58, align 8, !tbaa !5
  %60 = sdiv i64 %59, 2
  %61 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %.029
  store i64 %60, ptr %61, align 16, !tbaa !5
  %62 = or disjoint i64 %.029, 1
  %63 = shl nuw nsw i64 %62, 1
  %64 = or disjoint i64 %63, 1
  %65 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %64
  %66 = load i64, ptr %65, align 8, !tbaa !5
  %67 = sdiv i64 %66, 2
  %68 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @seq, i64 0, i64 %62
  store i64 %67, ptr %68, align 8, !tbaa !5
  %69 = add nuw nsw i64 %.029, 2
  %niter69.next.1 = add i64 %niter69, 2
  %niter69.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter69.next.1, %unroll_iter68
  br i1 %niter69.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph30, !llvm.loop !11

.loopexit:                                        ; preds = %tailrecurse, %11, %7
  %.sink55 = phi i64 [ 3, %11 ], [ 2, %7 ], [ %.tr, %tailrecurse ]
  %.sink47 = phi i64 [ %14, %11 ], [ %8, %7 ], [ %3, %tailrecurse ]
  %.sink = phi i64 [ %16, %11 ], [ %10, %7 ], [ %.tr24, %tailrecurse ]
  %70 = add nsw i64 %3, %.sink55
  store i64 %70, ptr @ptr, align 8, !tbaa !5
  %71 = getelementptr inbounds [1000006 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %.sink47
  store i64 %.sink, ptr %71, align 8, !tbaa !5
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse 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 = !{!"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}


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