; LLVM IR from abeaumont/competitive-programming :: cses/1711.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 [501 x i32], align 16
@p = external dso_local global [501 x i32], align 16
@g = external dso_local global [501 x [501 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 = sub nsw i32 %7, 1
  %9 = icmp eq i32 %6, %8
  br i1 %9, label %10, label %42

10:                                               ; preds = %1
  br label %11

11:                                               ; preds = %14, %10
  %12 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %13 = icmp ne i32 %12, 0
  br i1 %13, label %14, label %41

14:                                               ; preds = %11
  %15 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [501 x [501 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr %20, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %24, -1
  store i32 %25, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [501 x [501 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr %28, i64 0, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = add nsw i32 %35, 1
  store i32 %36, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %38
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  store i32 %40, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %11, !llvm.loop !9

41:                                               ; preds = %11
  store i1 true, ptr %2, align 1
  br label %84

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

43:                                               ; preds = %78, %42
  %44 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %46 = icmp slt i32 %44, %45
  br i1 %46, label %48, label %47

47:                                               ; preds = %43
  store i32 4, ptr %5, align 4
  br label %81

48:                                               ; preds = %43
  %49 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  %58 = icmp eq i32 %52, %57
  br i1 %58, label %59, label %77

59:                                               ; preds = %48
  %60 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [501 x [501 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr %62, i64 0, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  %67 = icmp ne i32 %66, 0
  br i1 %67, label %68, label %77

68:                                               ; preds = %59
  %69 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %71
  store i32 %69, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %74 = call noundef zeroext i1 @_Z3dfsi(i32 noundef %73)
  br i1 %74, label %75, label %76

75:                                               ; preds = %68
  store i1 true, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %5, align 4
  br label %81

76:                                               ; preds = %68
  br label %77

77:                                               ; preds = %76, %59, %48
  br label %78

78:                                               ; preds = %77
  %79 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %43, !llvm.loop !11

81:                                               ; preds = %75, %47
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %82 = load i32, ptr %5, align 4
  switch i32 %82, label %86 [
    i32 4, label %83
    i32 1, label %84
  ]

83:                                               ; preds = %81
  store i1 false, ptr %2, align 1
  br label %84

84:                                               ; preds = %83, %81, %41
  %85 = load i1, ptr %2, align 1
  ret i1 %85

86:                                               ; preds = %81
  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 [501 x i32], align 16
@p = external dso_local local_unnamed_addr global [501 x i32], align 16
@g = external dso_local local_unnamed_addr global [501 x [501 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 = add nsw i32 %2, -1
  %4 = icmp eq i32 %3, %0
  br i1 %4, label %.preheader, label %.preheader24

.preheader24:                                     ; preds = %1
  %.not2326 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %.not2326, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader24
  %5 = sext i32 %0 to i64
  %6 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %5
  br label %17

.preheader:                                       ; preds = %1
  %.not2230 = icmp eq i32 %0, 0
  br i1 %.not2230, label %.loopexit, label %.lr.ph32

.lr.ph32:                                         ; preds = %.preheader, %.lr.ph32
  %.01831 = phi i32 [ %9, %.lr.ph32 ], [ %0, %.preheader ]
  %7 = sext i32 %.01831 to i64
  %8 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %7
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = getelementptr inbounds [501 x [501 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %10, i64 %7
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = add nsw i32 %12, -1
  store i32 %13, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds [501 x [501 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %7, i64 %10
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = add nsw i32 %15, 1
  store i32 %16, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %.not22 = icmp eq i32 %9, 0
  br i1 %.not22, label %.loopexit, label %.lr.ph32, !llvm.loop !9

17:                                               ; preds = %.lr.ph, %31
  %18 = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %32, %31 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %31 ]
  %19 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %indvars.iv
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %21, 1
  %23 = icmp eq i32 %20, %22
  br i1 %23, label %24, label %31

24:                                               ; preds = %17
  %25 = getelementptr inbounds [501 x [501 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %5, i64 %indvars.iv
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %26, 0
  br i1 %.not, label %31, label %27

27:                                               ; preds = %24
  %28 = getelementptr inbounds [501 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %0, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %29 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %30 = tail call noundef zeroext i1 @_Z3dfsi(i32 noundef %29)
  br i1 %30, label %.loopexit, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %27
  %.pre = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  br label %31

31:                                               ; preds = %._crit_edge, %17, %24
  %32 = phi i32 [ %.pre, %._crit_edge ], [ %18, %17 ], [ %18, %24 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %.not23 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %33
  br i1 %.not23, label %17, label %.loopexit, !llvm.loop !11

.loopexit:                                        ; preds = %27, %31, %.lr.ph32, %.preheader24, %.preheader
  %.1 = phi i1 [ true, %.preheader ], [ false, %.preheader24 ], [ true, %.lr.ph32 ], [ true, %27 ], [ false, %31 ]
  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,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass