; LLVM IR from abeaumont/competitive-programming :: kattis/paintball.ll (Z3dfsi)

; 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
@l = external dso_local global [2002 x i32], align 16
@p = external dso_local global [2002 x i32], align 16
@g = external dso_local global [2002 x [2002 x i32]], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef zeroext i1 @_Z3dfsi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i1, align 1
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %7 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %8 = mul nsw i32 2, %7
  %9 = add nsw i32 %8, 1
  %10 = icmp eq i32 %6, %9
  br i1 %10, label %11, label %43

11:                                               ; preds = %1
  br label %12

12:                                               ; preds = %15, %11
  %13 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp ne i32 %13, 0
  br i1 %14, label %15, label %42

15:                                               ; preds = %12
  %16 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [2002 x [2002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr %21, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, -1
  store i32 %26, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [2002 x [2002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr %29, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  store i32 %41, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %12, !llvm.loop !9

42:                                               ; preds = %12
  store i1 true, ptr %2, align 1
  br label %87

43:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %81, %43
  %45 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %47 = mul nsw i32 2, %46
  %48 = add nsw i32 %47, 1
  %49 = icmp sle i32 %45, %48
  br i1 %49, label %51, label %50

50:                                               ; preds = %44
  store i32 4, ptr %5, align 4
  br label %84

51:                                               ; preds = %44
  %52 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  %61 = icmp eq i32 %55, %60
  br i1 %61, label %62, label %80

62:                                               ; preds = %51
  %63 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds [2002 x [2002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr %65, i64 0, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %70 = icmp ne i32 %69, 0
  br i1 %70, label %71, label %80

71:                                               ; preds = %62
  %72 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %74
  store i32 %72, ptr %75, align 4, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %77 = call noundef zeroext i1 @_Z3dfsi(i32 noundef %76)
  br i1 %77, label %78, label %79

78:                                               ; preds = %71
  store i1 true, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %5, align 4
  br label %84

79:                                               ; preds = %71
  br label %80

80:                                               ; preds = %79, %62, %51
  br label %81

81:                                               ; preds = %80
  %82 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %83 = add nsw i32 %82, 1
  store i32 %83, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %44, !llvm.loop !11

84:                                               ; preds = %78, %50
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %85 = load i32, ptr %5, align 4
  switch i32 %85, label %89 [
    i32 4, label %86
    i32 1, label %87
  ]

86:                                               ; preds = %84
  store i1 false, ptr %2, align 1
  br label %87

87:                                               ; preds = %86, %84, %42
  %88 = load i1, ptr %2, align 1
  ret i1 %88

89:                                               ; preds = %84
  unreachable
}

; 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"}
!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"

@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@l = external dso_local local_unnamed_addr global [2002 x i32], align 16
@p = external dso_local local_unnamed_addr global [2002 x i32], align 16
@g = external dso_local local_unnamed_addr global [2002 x [2002 x i32]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef zeroext i1 @_Z3dfsi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %3 = shl nsw i32 %2, 1
  %4 = or disjoint i32 %3, 1
  %5 = icmp eq i32 %4, %0
  br i1 %5, label %.preheader, label %.preheader24

.preheader24:                                     ; preds = %1
  %.not26 = icmp sgt i32 %2, -1
  br i1 %.not26, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader24
  %6 = sext i32 %0 to i64
  %7 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %6
  br label %18

.preheader:                                       ; preds = %1, %.preheader
  %.01830 = phi i32 [ %10, %.preheader ], [ %0, %1 ]
  %8 = sext i32 %.01830 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = sext i32 %10 to i64
  %12 = getelementptr inbounds [2002 x [2002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %11, i64 %8
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = add nsw i32 %13, -1
  store i32 %14, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds [2002 x [2002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %8, i64 %11
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = add nsw i32 %16, 1
  store i32 %17, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %.not23 = icmp eq i32 %10, 0
  br i1 %.not23, label %.loopexit, label %.preheader, !llvm.loop !9

18:                                               ; preds = %.lr.ph, %32
  %19 = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %33, %32 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %32 ]
  %20 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %indvars.iv
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %23 = add nsw i32 %22, 1
  %24 = icmp eq i32 %21, %23
  br i1 %24, label %25, label %32

25:                                               ; preds = %18
  %26 = getelementptr inbounds [2002 x [2002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %6, i64 %indvars.iv
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %.not22 = icmp eq i32 %27, 0
  br i1 %.not22, label %32, label %28

28:                                               ; preds = %25
  %29 = getelementptr inbounds [2002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %0, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %30 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %31 = tail call noundef zeroext i1 @_Z3dfsi(i32 noundef %30)
  br i1 %31, label %.loopexit, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %28
  %.pre = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %._crit_edge, %18, %25
  %33 = phi i32 [ %.pre, %._crit_edge ], [ %19, %18 ], [ %19, %25 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %34 = shl nsw i32 %33, 1
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %.not.not = icmp sgt i64 %indvars.iv, %35
  br i1 %.not.not, label %.loopexit, label %18, !llvm.loop !11

.loopexit:                                        ; preds = %28, %32, %.preheader, %.preheader24
  %.1 = phi i1 [ false, %.preheader24 ], [ true, %.preheader ], [ true, %28 ], [ false, %32 ]
  ret i1 %.1
}

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.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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