; LLVM IR from xirc/cp-algorithm :: atcoder/abc108/C/main.ll (Z5solvev)

; 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"

@N = external dso_local global i32, align 4
@K = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z5solvev() #0 {
  %1 = alloca i64, align 8
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  store i32 0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %7

7:                                                ; preds = %35, %0
  %8 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp sle i32 %8, %9
  br i1 %10, label %12, label %11

11:                                               ; preds = %7
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %38

12:                                               ; preds = %7
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr @K, align 4, !tbaa !5
  %15 = srem i32 %13, %14
  %16 = icmp eq i32 %15, 0
  br i1 %16, label %17, label %20

17:                                               ; preds = %12
  %18 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %19 = add nsw i32 %18, 1
  store i32 %19, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %20

20:                                               ; preds = %17, %12
  %21 = load i32, ptr @K, align 4, !tbaa !5
  %22 = srem i32 %21, 2
  %23 = icmp eq i32 %22, 0
  br i1 %23, label %24, label %34

24:                                               ; preds = %20
  %25 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr @K, align 4, !tbaa !5
  %27 = srem i32 %25, %26
  %28 = load i32, ptr @K, align 4, !tbaa !5
  %29 = sdiv i32 %28, 2
  %30 = icmp eq i32 %27, %29
  br i1 %30, label %31, label %34

31:                                               ; preds = %24
  %32 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %33 = add nsw i32 %32, 1
  store i32 %33, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %34

34:                                               ; preds = %31, %24, %20
  br label %35

35:                                               ; preds = %34
  %36 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %7, !llvm.loop !9

38:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %39 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = mul nsw i64 %40, %42
  %44 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = mul nsw i64 %43, %45
  store i64 %46, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %47 = load i32, ptr @K, align 4, !tbaa !5
  %48 = srem i32 %47, 2
  %49 = icmp ne i32 %48, 0
  br i1 %49, label %50, label %52

50:                                               ; preds = %38
  %51 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  store i64 %51, ptr %1, align 8
  store i32 1, ptr %6, align 4
  br label %64

52:                                               ; preds = %38
  %53 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = mul nsw i64 %54, %56
  %58 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = mul nsw i64 %57, %59
  %61 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %62 = add nsw i64 %61, %60
  store i64 %62, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  %63 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !11
  store i64 %63, ptr %1, align 8
  store i32 1, ptr %6, align 4
  br label %64

64:                                               ; preds = %52, %50
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  %65 = load i64, ptr %1, align 8
  ret i64 %65
}

; 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 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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long long", !7, i64 0}


; 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"

@N = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@K = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z5solvev() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %.not22 = icmp slt i32 %1, 1
  %.pre = load i32, ptr @K, align 4, !tbaa !5
  %.pre27 = and i32 %.pre, 1
  br i1 %.not22, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %0
  %2 = icmp eq i32 %.pre27, 0
  %3 = ashr exact i32 %.pre, 1
  %xtraiter = and i32 %1, 1
  %4 = icmp eq i32 %1, 1
  br i1 %4, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i32 %1, 2147483646
  br label %13

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %13, %.lr.ph
  %spec.select.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph ], [ %spec.select.1, %13 ]
  %.1.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph ], [ %.1.1, %13 ]
  %.025.unr = phi i32 [ 1, %.lr.ph ], [ %23, %13 ]
  %.01624.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %.1.1, %13 ]
  %.01723.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %spec.select.1, %13 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge.loopexit, label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa:                ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %5 = srem i32 %.025.unr, %.pre
  %6 = icmp eq i32 %5, 0
  %7 = zext i1 %6 to i32
  %spec.select.epil = add nuw nsw i32 %.01723.unr, %7
  %8 = icmp eq i32 %5, %3
  %narrow.epil = select i1 %2, i1 %8, i1 false
  %spec.select21.epil = zext i1 %narrow.epil to i32
  %.1.epil = add nuw nsw i32 %.01624.unr, %spec.select21.epil
  br label %._crit_edge.loopexit

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa
  %spec.select.lcssa = phi i32 [ %spec.select.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %spec.select.epil, %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa ]
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.1.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %.1.epil, %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa ]
  %9 = zext nneg i32 %spec.select.lcssa to i64
  %10 = zext nneg i32 %.1.lcssa to i64
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %0, %._crit_edge.loopexit
  %.017.lcssa = phi i64 [ %9, %._crit_edge.loopexit ], [ 0, %0 ]
  %.016.lcssa = phi i64 [ %10, %._crit_edge.loopexit ], [ 0, %0 ]
  %11 = mul nuw nsw i64 %.017.lcssa, %.017.lcssa
  %12 = mul nuw nsw i64 %11, %.017.lcssa
  %.not20 = icmp eq i32 %.pre27, 0
  br i1 %.not20, label %24, label %28

13:                                               ; preds = %13, %.lr.ph.new
  %.025 = phi i32 [ 1, %.lr.ph.new ], [ %23, %13 ]
  %.01624 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %.1.1, %13 ]
  %.01723 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %spec.select.1, %13 ]
  %niter = phi i32 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %13 ]
  %14 = srem i32 %.025, %.pre
  %15 = icmp eq i32 %14, 0
  %16 = zext i1 %15 to i32
  %spec.select = add nuw nsw i32 %.01723, %16
  %17 = icmp eq i32 %14, %3
  %narrow = select i1 %2, i1 %17, i1 false
  %spec.select21 = zext i1 %narrow to i32
  %.1 = add nuw nsw i32 %.01624, %spec.select21
  %18 = add nuw i32 %.025, 1
  %19 = srem i32 %18, %.pre
  %20 = icmp eq i32 %19, 0
  %21 = zext i1 %20 to i32
  %spec.select.1 = add nuw nsw i32 %spec.select, %21
  %22 = icmp eq i32 %19, %3
  %narrow.1 = select i1 %2, i1 %22, i1 false
  %spec.select21.1 = zext i1 %narrow.1 to i32
  %.1.1 = add nuw nsw i32 %.1, %spec.select21.1
  %23 = add nuw i32 %.025, 2
  %niter.next.1 = add i32 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i32 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %13, !llvm.loop !9

24:                                               ; preds = %._crit_edge
  %25 = mul nuw nsw i64 %.016.lcssa, %.016.lcssa
  %26 = mul nuw nsw i64 %25, %.016.lcssa
  %27 = add nuw nsw i64 %26, %12
  br label %28

28:                                               ; preds = %._crit_edge, %24
  %.019 = phi i64 [ %27, %24 ], [ %12, %._crit_edge ]
  ret i64 %.019
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, 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.mustprogress"}


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