; LLVM IR from abeaumont/competitive-programming :: cses/1086.ll (Z1sxi)

; 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"

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z1sxi(i64 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i64, align 8
  store i64 %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = icmp slt i64 %15, %17
  br i1 %18, label %19, label %20

19:                                               ; preds = %2
  store i64 -1, ptr %3, align 8
  br label %139

20:                                               ; preds = %2
  %21 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %23 = mul nsw i32 2, %22
  %24 = add nsw i32 %23, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = icmp slt i64 %21, %25
  br i1 %26, label %27, label %28

27:                                               ; preds = %20
  store i64 0, ptr %3, align 8
  br label %139

28:                                               ; preds = %20
  %29 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %31 = mul nsw i32 %30, 10
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = icmp sle i64 %29, %32
  br i1 %33, label %34, label %55

34:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  %35 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %36 = mul nsw i32 2, %35
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  %38 = sext i32 %37 to i64
  store i64 %38, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  store i64 1, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %39

39:                                               ; preds = %46, %34
  %40 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = add nsw i64 %40, %42
  %44 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %45 = icmp sle i64 %43, %44
  br i1 %45, label %46, label %53

46:                                               ; preds = %39
  %47 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %50 = add nsw i64 %49, %48
  store i64 %50, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %52 = add nsw i64 %51, 1
  store i64 %52, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %39, !llvm.loop !11

53:                                               ; preds = %39
  %54 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i64 %54, ptr %3, align 8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  br label %139

55:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %56 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %57 = mul nsw i32 %56, 10
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  %59 = sext i32 %58 to i64
  store i64 %59, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  store i64 1, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %60 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %62 = add nsw i64 %60, %61
  %63 = mul nsw i64 %62, 10
  store i64 %63, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %64

64:                                               ; preds = %71, %55
  %65 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = add nsw i64 %65, %67
  %69 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %70 = icmp sle i64 %68, %69
  br i1 %70, label %71, label %82

71:                                               ; preds = %64
  %72 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %74 = add nsw i64 %72, %73
  %75 = mul nsw i64 %74, 10
  store i64 %75, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %77 = mul nsw i64 %76, 10
  store i64 %77, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %78 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %80 = add nsw i64 %78, %79
  %81 = mul nsw i64 %80, 10
  store i64 %81, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %64, !llvm.loop !13

82:                                               ; preds = %64
  %83 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %84 = mul nsw i64 %83, 10
  store i64 %84, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %85 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %86 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %87 = mul nsw i64 %86, 9
  %88 = sub nsw i64 %85, %87
  store i64 %88, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %89 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i64 %89, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #2
  store i64 1, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %14) #2
  %90 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i64 %90, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %91 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %92 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %93 = add nsw i64 %91, %92
  %94 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = add nsw i64 %93, %95
  %97 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %98 = icmp sle i64 %96, %97
  br i1 %98, label %99, label %127

99:                                               ; preds = %82
  %100 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %101 = add nsw i64 %100, 1
  store i64 %101, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %103 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %104 = add nsw i64 %103, %102
  store i64 %104, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %106 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %107 = add nsw i64 %106, %105
  store i64 %107, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  br label %108

108:                                              ; preds = %117, %99
  %109 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %110 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %111 = add nsw i64 %109, %110
  %112 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %113 = sext i32 %112 to i64
  %114 = add nsw i64 %111, %113
  %115 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %116 = icmp sle i64 %114, %115
  br i1 %116, label %117, label %126

117:                                              ; preds = %108
  %118 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %119 = add nsw i64 %118, 1
  store i64 %119, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %120 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %121 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %122 = add nsw i64 %121, %120
  store i64 %122, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %123 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %124 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %125 = add nsw i64 %124, %123
  store i64 %125, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  br label %108, !llvm.loop !14

126:                                              ; preds = %108
  br label %127

127:                                              ; preds = %126, %82
  %128 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %129 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %130 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %131 = sub nsw i64 %129, %130
  %132 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %133 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %134 = icmp eq i64 %133, 1
  %135 = zext i1 %134 to i32
  %136 = add nsw i32 %132, %135
  %137 = call noundef i64 @_Z1sxi(i64 noundef %131, i32 noundef %136)
  %138 = add nsw i64 %128, %137
  store i64 %138, ptr %3, align 8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  br label %139

139:                                              ; preds = %127, %53, %27, %19
  %140 = load i64, ptr %3, align 8
  ret i64 %140
}

; 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 long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !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"

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z1sxi(i64 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = sext i32 %1 to i64
  %4 = icmp sgt i64 %3, %0
  br i1 %4, label %.loopexit, label %.lr.ph88

.lr.ph88:                                         ; preds = %2, %tailrecurse
  %5 = phi i64 [ %60, %tailrecurse ], [ %3, %2 ]
  %.tr7186 = phi i32 [ %58, %tailrecurse ], [ %1, %2 ]
  %.tr85 = phi i64 [ %56, %tailrecurse ], [ %0, %2 ]
  %accumulator.tr84 = phi i64 [ %59, %tailrecurse ], [ 0, %2 ]
  %6 = shl nsw i32 %.tr7186, 1
  %7 = or disjoint i32 %6, 1
  %8 = sext i32 %7 to i64
  %9 = icmp slt i64 %.tr85, %8
  br i1 %9, label %.loopexit, label %10

10:                                               ; preds = %.lr.ph88
  %11 = mul nsw i32 %.tr7186, 10
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %.not = icmp sgt i64 %.tr85, %12
  br i1 %.not, label %25, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %10
  %13 = add nsw i64 %5, 1
  %14 = sext i32 %6 to i64
  %15 = add nsw i64 %13, %14
  %16 = add nsw i64 %.tr85, 1
  %smax103 = tail call i64 @llvm.smax.i64(i64 %15, i64 %16)
  %17 = xor i64 %5, -1
  %18 = add nsw i64 %smax103, %17
  %19 = icmp ne i64 %18, %14
  %umin104 = zext i1 %19 to i64
  %20 = or disjoint i64 %umin104, %14
  %21 = sub i64 %18, %20
  %umax105 = tail call i64 @llvm.umax.i64(i64 %5, i64 1)
  %22 = udiv i64 %21, %umax105
  %23 = select i1 %19, i64 2, i64 1
  %24 = add i64 %23, %22
  br label %.loopexit

25:                                               ; preds = %10
  %26 = or disjoint i32 %11, 1
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = mul nsw i64 %27, 10
  %29 = add nsw i64 %28, 10
  %30 = add nsw i64 %29, %5
  %.not6779 = icmp sgt i64 %30, %.tr85
  br i1 %.not6779, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %25, %.lr.ph
  %.05981 = phi i64 [ %33, %.lr.ph ], [ 1, %25 ]
  %.06080 = phi i64 [ %32, %.lr.ph ], [ %27, %25 ]
  %31 = add nsw i64 %.05981, %.06080
  %32 = mul nsw i64 %31, 10
  %33 = mul nuw nsw i64 %.05981, 10
  %34 = add nsw i64 %32, %33
  %35 = mul nsw i64 %34, 10
  %36 = add nsw i64 %35, %5
  %.not67 = icmp sgt i64 %36, %.tr85
  br i1 %.not67, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !5

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %25
  %.060.lcssa = phi i64 [ %27, %25 ], [ %32, %.lr.ph ]
  %.059.lcssa = phi i64 [ 1, %25 ], [ %33, %.lr.ph ]
  %.058.lcssa = phi i64 [ %29, %25 ], [ %35, %.lr.ph ]
  %37 = mul nuw nsw i64 %.059.lcssa, 10
  %38 = shl i64 %.060.lcssa, 3
  %39 = sub i64 %.058.lcssa, %38
  %40 = add nsw i64 %39, %5
  %.not68 = icmp sgt i64 %40, %.tr85
  br i1 %.not68, label %tailrecurse, label %tailrecurse.loopexit

tailrecurse.loopexit:                             ; preds = %._crit_edge
  %41 = add i64 %5, %.058.lcssa
  %.neg = mul i64 %.060.lcssa, -7
  %42 = add i64 %.neg, %41
  %43 = add nsw i64 %.tr85, 1
  %smax = tail call i64 @llvm.smax.i64(i64 %42, i64 %43)
  %44 = icmp sle i64 %42, %.tr85
  %umin = zext i1 %44 to i64
  %45 = select i1 %44, i64 -7, i64 -8
  %46 = add i64 %42, %umin
  %47 = sub i64 %smax, %46
  %umax = tail call i64 @llvm.umax.i64(i64 %.060.lcssa, i64 1)
  %48 = udiv i64 %47, %umax
  %49 = add i64 %45, %48
  %50 = mul i64 %.060.lcssa, %49
  %51 = add i64 %48, %umin
  %52 = mul i64 %51, 10
  %53 = add i64 %52, 20
  %54 = add i64 %.058.lcssa, %50
  %55 = mul i64 %.059.lcssa, %53
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %tailrecurse.loopexit, %._crit_edge
  %.2 = phi i64 [ %.060.lcssa, %._crit_edge ], [ %54, %tailrecurse.loopexit ]
  %.1 = phi i64 [ %37, %._crit_edge ], [ %55, %tailrecurse.loopexit ]
  %56 = sub nsw i64 %.tr85, %.2
  %57 = zext i1 %.not68 to i32
  %58 = add nsw i32 %.tr7186, %57
  %59 = add nsw i64 %.1, %accumulator.tr84
  %60 = sext i32 %58 to i64
  %61 = icmp slt i64 %56, %60
  br i1 %61, label %.loopexit, label %.lr.ph88

.loopexit:                                        ; preds = %tailrecurse, %.lr.ph88, %.preheader, %2
  %accumulator.tr77 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %accumulator.tr84, %.preheader ], [ %59, %tailrecurse ], [ %accumulator.tr84, %.lr.ph88 ]
  %.056 = phi i64 [ -1, %2 ], [ %24, %.preheader ], [ -1, %tailrecurse ], [ 0, %.lr.ph88 ]
  %accumulator.ret.tr = add nsw i64 %.056, %accumulator.tr77
  ret i64 %accumulator.ret.tr
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.smax.i64(i64, i64) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.umax.i64(i64, i64) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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