; LLVM IR from kazunetakahashi/atcoder :: 2019/1005_AGC039/E.ll (Z4calciiii)

; 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"

@dp2 = external dso_local global [40 x [40 x [40 x [40 x i64]]]], align 16

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z4calciiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #1 {
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x [40 x i64]]]], ptr @dp2, i64 0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x i64]]], ptr %16, i64 0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [40 x [40 x i64]], ptr %19, i64 0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [40 x i64], ptr %22, i64 0, i64 %24
  %26 = load i64, ptr %25, align 8, !tbaa !9
  %27 = icmp sge i64 %26, 0
  br i1 %27, label %28, label %42

28:                                               ; preds = %4
  %29 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x [40 x i64]]]], ptr @dp2, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x i64]]], ptr %31, i64 0, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [40 x [40 x i64]], ptr %34, i64 0, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [40 x i64], ptr %37, i64 0, i64 %39
  %41 = load i64, ptr %40, align 8, !tbaa !9
  store i64 %41, ptr %5, align 8
  br label %128

42:                                               ; preds = %4
  %43 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %45 = icmp eq i32 %43, %44
  br i1 %45, label %50, label %46

46:                                               ; preds = %42
  %47 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %49 = icmp eq i32 %47, %48
  br i1 %49, label %50, label %68

50:                                               ; preds = %46, %42
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %55 = call noundef i64 @_Z9calc_unitiiii(i32 noundef %51, i32 noundef %52, i32 noundef %53, i32 noundef %54)
  %56 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x [40 x i64]]]], ptr @dp2, i64 0, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x i64]]], ptr %58, i64 0, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [40 x [40 x i64]], ptr %61, i64 0, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [40 x i64], ptr %64, i64 0, i64 %66
  store i64 %55, ptr %67, align 8, !tbaa !9
  store i64 %55, ptr %5, align 8
  br label %128

68:                                               ; preds = %46
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  store i64 0, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %69 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %70 = add nsw i32 %69, 1
  store i32 %70, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %71

71:                                               ; preds = %104, %68
  %72 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %74 = icmp sle i32 %72, %73
  br i1 %74, label %76, label %75

75:                                               ; preds = %71
  store i32 2, ptr %12, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %107

76:                                               ; preds = %71
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  %77 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %77, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %78

78:                                               ; preds = %100, %76
  %79 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %81 = sub nsw i32 %80, 1
  %82 = icmp sle i32 %79, %81
  br i1 %82, label %84, label %83

83:                                               ; preds = %78
  store i32 5, ptr %12, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  br label %103

84:                                               ; preds = %78
  %85 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %87 = sub nsw i32 %86, 1
  %88 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  %90 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %91 = call noundef i64 @_Z4calciiii(i32 noundef %85, i32 noundef %87, i32 noundef %89, i32 noundef %90)
  %92 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %96 = call noundef i64 @_Z9calc_unitiiii(i32 noundef %92, i32 noundef %93, i32 noundef %94, i32 noundef %95)
  %97 = mul nsw i64 %91, %96
  %98 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %99 = add nsw i64 %98, %97
  store i64 %99, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  br label %100

100:                                              ; preds = %84
  %101 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  store i32 %102, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %78, !llvm.loop !11

103:                                              ; preds = %83
  br label %104

104:                                              ; preds = %103
  %105 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %106 = add nsw i32 %105, 1
  store i32 %106, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %71, !llvm.loop !13

107:                                              ; preds = %75
  %108 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %109 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %110 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %111 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %112 = call noundef i64 @_Z9calc_unitiiii(i32 noundef %108, i32 noundef %109, i32 noundef %110, i32 noundef %111)
  %113 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %114 = add nsw i64 %113, %112
  store i64 %114, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %115 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %116 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %117 = sext i32 %116 to i64
  %118 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x [40 x i64]]]], ptr @dp2, i64 0, i64 %117
  %119 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %120 = sext i32 %119 to i64
  %121 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x i64]]], ptr %118, i64 0, i64 %120
  %122 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %123 = sext i32 %122 to i64
  %124 = getelementptr inbounds [40 x [40 x i64]], ptr %121, i64 0, i64 %123
  %125 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %126 = sext i32 %125 to i64
  %127 = getelementptr inbounds [40 x i64], ptr %124, i64 0, i64 %126
  store i64 %115, ptr %127, align 8, !tbaa !9
  store i64 %115, ptr %5, align 8
  store i32 1, ptr %12, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  br label %128

128:                                              ; preds = %107, %50, %28
  %129 = load i64, ptr %5, align 8
  ret i64 %129
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z9calc_unitiiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #1

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; 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"

@dp2 = external dso_local local_unnamed_addr global [40 x [40 x [40 x [40 x i64]]]], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z4calciiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sext i32 %0 to i64
  %6 = sext i32 %1 to i64
  %7 = sext i32 %2 to i64
  %8 = sext i32 %3 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [40 x [40 x [40 x [40 x i64]]]], ptr @dp2, i64 0, i64 %5, i64 %6, i64 %7, i64 %8
  %10 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %11 = icmp sgt i64 %10, -1
  br i1 %11, label %25, label %12

12:                                               ; preds = %4
  %13 = icmp eq i32 %0, %1
  %14 = icmp eq i32 %2, %3
  %or.cond = or i1 %13, %14
  br i1 %or.cond, label %21, label %.preheader57

.preheader57:                                     ; preds = %12
  %.not.not62 = icmp slt i32 %0, %1
  %.not.not5658 = icmp slt i32 %2, %3
  %or.cond69 = and i1 %.not.not62, %.not.not5658
  br i1 %or.cond69, label %.preheader.us, label %._crit_edge

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader57, %..loopexit_crit_edge.us
  %.048.in64.us = phi i32 [ %.04865.us, %..loopexit_crit_edge.us ], [ %0, %.preheader57 ]
  %.04963.us = phi i64 [ %20, %..loopexit_crit_edge.us ], [ 0, %.preheader57 ]
  %.04865.us = add i32 %.048.in64.us, 1
  br label %15

15:                                               ; preds = %.preheader.us, %15
  %.060.us = phi i32 [ %2, %.preheader.us ], [ %16, %15 ]
  %.159.us = phi i64 [ %.04963.us, %.preheader.us ], [ %20, %15 ]
  %16 = add nsw i32 %.060.us, 1
  %17 = tail call noundef i64 @_Z4calciiii(i32 noundef %0, i32 noundef %.048.in64.us, i32 noundef %16, i32 noundef %3)
  %18 = tail call noundef i64 @_Z9calc_unitiiii(i32 noundef %.04865.us, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %.060.us)
  %19 = mul nsw i64 %18, %17
  %20 = add nsw i64 %19, %.159.us
  %exitcond.not = icmp eq i32 %16, %3
  br i1 %exitcond.not, label %..loopexit_crit_edge.us, label %15, !llvm.loop !9

..loopexit_crit_edge.us:                          ; preds = %15
  %exitcond68.not = icmp eq i32 %.04865.us, %1
  br i1 %exitcond68.not, label %._crit_edge, label %.preheader.us, !llvm.loop !11

21:                                               ; preds = %12
  %22 = tail call noundef i64 @_Z9calc_unitiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3)
  br label %.sink.split

._crit_edge:                                      ; preds = %..loopexit_crit_edge.us, %.preheader57
  %.049.lcssa = phi i64 [ 0, %.preheader57 ], [ %20, %..loopexit_crit_edge.us ]
  %23 = tail call noundef i64 @_Z9calc_unitiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3)
  %24 = add nsw i64 %23, %.049.lcssa
  br label %.sink.split

.sink.split:                                      ; preds = %21, %._crit_edge
  %.sink = phi i64 [ %24, %._crit_edge ], [ %22, %21 ]
  store i64 %.sink, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %.sink.split, %4
  %.050 = phi i64 [ %10, %4 ], [ %.sink, %.sink.split ]
  ret i64 %.050
}

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z9calc_unitiiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

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" }

!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 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: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass