; LLVM IR from reyadussalahin/problem-solving :: graph/dfs/codeforces/F1490D/Solution.ll (Z10calc_depthiii)

; 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"

@d = external dso_local global [128 x i32], align 16
@a = external dso_local global [128 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z10calc_depthiii(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
  %8 = 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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %9 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %9, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %11 = add nsw i32 %10, 1
  store i32 %11, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %12

12:                                               ; preds = %30, %3
  %13 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp sle i32 %13, %14
  br i1 %15, label %17, label %16

16:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %33

17:                                               ; preds = %12
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp sgt i32 %21, %25
  br i1 %26, label %27, label %29

27:                                               ; preds = %17
  %28 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %28, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %29

29:                                               ; preds = %27, %17
  br label %30

30:                                               ; preds = %29
  %31 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %32 = add nsw i32 %31, 1
  store i32 %32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %12, !llvm.loop !9

33:                                               ; preds = %16
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %36
  store i32 %34, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %40 = sub nsw i32 %39, 1
  %41 = icmp sle i32 %38, %40
  br i1 %41, label %42, label %48

42:                                               ; preds = %33
  %43 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %44 = add nsw i32 %43, 1
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %47 = sub nsw i32 %46, 1
  call void @_Z10calc_depthiii(i32 noundef %44, i32 noundef %45, i32 noundef %47)
  br label %48

48:                                               ; preds = %42, %33
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %52 = icmp sle i32 %50, %51
  br i1 %52, label %53, label %59

53:                                               ; preds = %48
  %54 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  %58 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z10calc_depthiii(i32 noundef %55, i32 noundef %57, i32 noundef %58)
  br label %59

59:                                               ; preds = %53, %48
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"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"

@d = external dso_local local_unnamed_addr global [128 x i32], align 16
@a = external dso_local local_unnamed_addr global [128 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z10calc_depthiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %wide.trip.count = sext i32 %2 to i64
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %50, %3
  %.tr = phi i32 [ %0, %3 ], [ %52, %50 ]
  %.tr27 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %51, %50 ]
  %.not.not29 = icmp slt i32 %.tr27, %2
  %4 = sext i32 %.tr27 to i64
  br i1 %.not.not29, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge.thread

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %tailrecurse
  %5 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %4
  %xtraiter = and i64 %5, 3
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.lr.ph.prol.loopexit, label %.lr.ph.prol

.lr.ph.prol:                                      ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph.prol
  %indvars.iv.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next.prol, %.lr.ph.prol ], [ %4, %.lr.ph.preheader ]
  %.02030.prol = phi i32 [ %spec.select.prol, %.lr.ph.prol ], [ %.tr27, %.lr.ph.preheader ]
  %prol.iter = phi i64 [ %prol.iter.next, %.lr.ph.prol ], [ 0, %.lr.ph.preheader ]
  %indvars.iv.next.prol = add nsw i64 %indvars.iv.prol, 1
  %6 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %indvars.iv.next.prol
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = sext i32 %.02030.prol to i64
  %9 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sgt i32 %7, %10
  %12 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next.prol to i32
  %spec.select.prol = select i1 %11, i32 %12, i32 %.02030.prol
  %prol.iter.next = add i64 %prol.iter, 1
  %prol.iter.cmp.not = icmp eq i64 %prol.iter.next, %xtraiter
  br i1 %prol.iter.cmp.not, label %.lr.ph.prol.loopexit, label %.lr.ph.prol, !llvm.loop !9

.lr.ph.prol.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph.prol, %.lr.ph.preheader
  %spec.select.lcssa.unr = phi i32 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %spec.select.prol, %.lr.ph.prol ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %4, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.prol, %.lr.ph.prol ]
  %.02030.unr = phi i32 [ %.tr27, %.lr.ph.preheader ], [ %spec.select.prol, %.lr.ph.prol ]
  %13 = sub nsw i64 %4, %wide.trip.count
  %14 = icmp ugt i64 %13, -4
  br i1 %14, label %._crit_edge, label %.lr.ph

._crit_edge.thread:                               ; preds = %tailrecurse
  %15 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %4
  store i32 %.tr, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %49

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.prol.loopexit
  %spec.select.lcssa = phi i32 [ %spec.select.lcssa.unr, %.lr.ph.prol.loopexit ], [ %spec.select.3, %.lr.ph ]
  %16 = sext i32 %spec.select.lcssa to i64
  %17 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %16
  store i32 %.tr, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %.not.not25 = icmp sgt i32 %spec.select.lcssa, %.tr27
  br i1 %.not.not25, label %46, label %49

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.3, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.unr, %.lr.ph.prol.loopexit ]
  %.02030 = phi i32 [ %spec.select.3, %.lr.ph ], [ %.02030.unr, %.lr.ph.prol.loopexit ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %18 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %.02030 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp sgt i32 %19, %22
  %24 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %spec.select = select i1 %23, i32 %24, i32 %.02030
  %indvars.iv.next.1 = add nsw i64 %indvars.iv, 2
  %25 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %indvars.iv.next.1
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %spec.select to i64
  %28 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp sgt i32 %26, %29
  %31 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next.1 to i32
  %spec.select.1 = select i1 %30, i32 %31, i32 %spec.select
  %indvars.iv.next.2 = add nsw i64 %indvars.iv, 3
  %32 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %indvars.iv.next.2
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %spec.select.1 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp sgt i32 %33, %36
  %38 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next.2 to i32
  %spec.select.2 = select i1 %37, i32 %38, i32 %spec.select.1
  %indvars.iv.next.3 = add nsw i64 %indvars.iv, 4
  %39 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %indvars.iv.next.3
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %spec.select.2 to i64
  %42 = getelementptr inbounds [128 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp sgt i32 %40, %43
  %45 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next.3 to i32
  %spec.select.3 = select i1 %44, i32 %45, i32 %spec.select.2
  %exitcond.not.3 = icmp eq i64 %indvars.iv.next.3, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not.3, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

46:                                               ; preds = %._crit_edge
  %47 = add nsw i32 %spec.select.lcssa, -1
  %48 = add nsw i32 %.tr, 1
  tail call void @_Z10calc_depthiii(i32 noundef %48, i32 noundef %.tr27, i32 noundef %47)
  br label %49

49:                                               ; preds = %._crit_edge.thread, %46, %._crit_edge
  %.020.lcssa35 = phi i32 [ %.tr27, %._crit_edge.thread ], [ %spec.select.lcssa, %46 ], [ %spec.select.lcssa, %._crit_edge ]
  %.not.not26 = icmp slt i32 %.020.lcssa35, %2
  br i1 %.not.not26, label %50, label %53

50:                                               ; preds = %49
  %51 = add nsw i32 %.020.lcssa35, 1
  %52 = add nsw i32 %.tr, 1
  br label %tailrecurse

53:                                               ; preds = %49
  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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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