; LLVM IR from abeaumont/competitive-programming :: cses/1696.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
@m = external dso_local global i32, align 4
@l = external dso_local global [1002 x i32], align 16
@p = external dso_local global [1002 x i32], align 16
@g = external dso_local global [1002 x [1002 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 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %9 = add nsw i32 %7, %8
  %10 = add nsw i32 %9, 1
  %11 = icmp eq i32 %6, %10
  br i1 %11, label %12, label %44

12:                                               ; preds = %1
  br label %13

13:                                               ; preds = %16, %12
  %14 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp ne i32 %14, 0
  br i1 %15, label %16, label %43

16:                                               ; preds = %13
  %17 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [1002 x [1002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr %22, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = add nsw i32 %26, -1
  store i32 %27, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [1002 x [1002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr %30, i64 0, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw i32 %37, 1
  store i32 %38, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  store i32 %42, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %13, !llvm.loop !9

43:                                               ; preds = %13
  store i1 true, ptr %2, align 1
  br label %89

44:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %45

45:                                               ; preds = %83, %44
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %49 = add nsw i32 %47, %48
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  %51 = icmp sle i32 %46, %50
  br i1 %51, label %53, label %52

52:                                               ; preds = %45
  store i32 4, ptr %5, align 4
  br label %86

53:                                               ; preds = %45
  %54 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  %63 = icmp eq i32 %57, %62
  br i1 %63, label %64, label %82

64:                                               ; preds = %53
  %65 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [1002 x [1002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %69 = sext i32 %68 to i64
  %70 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr %67, i64 0, i64 %69
  %71 = load i32, ptr %70, align 4, !tbaa !5
  %72 = icmp ne i32 %71, 0
  br i1 %72, label %73, label %82

73:                                               ; preds = %64
  %74 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %76
  store i32 %74, ptr %77, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %79 = call noundef zeroext i1 @_Z3dfsi(i32 noundef %78)
  br i1 %79, label %80, label %81

80:                                               ; preds = %73
  store i1 true, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %5, align 4
  br label %86

81:                                               ; preds = %73
  br label %82

82:                                               ; preds = %81, %64, %53
  br label %83

83:                                               ; preds = %82
  %84 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %85 = add nsw i32 %84, 1
  store i32 %85, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %45, !llvm.loop !11

86:                                               ; preds = %80, %52
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %87 = load i32, ptr %5, align 4
  switch i32 %87, label %91 [
    i32 4, label %88
    i32 1, label %89
  ]

88:                                               ; preds = %86
  store i1 false, ptr %2, align 1
  br label %89

89:                                               ; preds = %88, %86, %43
  %90 = load i1, ptr %2, align 1
  ret i1 %90

91:                                               ; preds = %86
  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
@m = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@l = external dso_local local_unnamed_addr global [1002 x i32], align 16
@p = external dso_local local_unnamed_addr global [1002 x i32], align 16
@g = external dso_local local_unnamed_addr global [1002 x [1002 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 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %4 = add i32 %2, 1
  %5 = add i32 %4, %3
  %6 = icmp eq i32 %5, %0
  br i1 %6, label %.preheader, label %.preheader24

.preheader24:                                     ; preds = %1
  %.not26 = icmp sgt i32 %5, -1
  br i1 %.not26, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader24
  %7 = sext i32 %0 to i64
  %8 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %7
  br label %19

.preheader:                                       ; preds = %1
  %.not2330 = icmp eq i32 %0, 0
  br i1 %.not2330, label %.loopexit, label %.lr.ph32

.lr.ph32:                                         ; preds = %.preheader, %.lr.ph32
  %.01831 = phi i32 [ %11, %.lr.ph32 ], [ %0, %.preheader ]
  %9 = sext i32 %.01831 to i64
  %10 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [1002 x [1002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %12, i64 %9
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = add nsw i32 %14, -1
  store i32 %15, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds [1002 x [1002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %9, i64 %12
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %18 = add nsw i32 %17, 1
  store i32 %18, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %.not23 = icmp eq i32 %11, 0
  br i1 %.not23, label %.loopexit, label %.lr.ph32, !llvm.loop !9

19:                                               ; preds = %.lr.ph, %34
  %20 = phi i32 [ %3, %.lr.ph ], [ %35, %34 ]
  %21 = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %36, %34 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %34 ]
  %22 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @l, i64 0, i64 %indvars.iv
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %24, 1
  %26 = icmp eq i32 %23, %25
  br i1 %26, label %27, label %34

27:                                               ; preds = %19
  %28 = getelementptr inbounds [1002 x [1002 x i32]], ptr @g, i64 0, i64 %7, i64 %indvars.iv
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %.not22 = icmp eq i32 %29, 0
  br i1 %.not22, label %34, label %30

30:                                               ; preds = %27
  %31 = getelementptr inbounds [1002 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %0, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %32 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %33 = tail call noundef zeroext i1 @_Z3dfsi(i32 noundef %32)
  br i1 %33, label %.loopexit, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %30
  %.pre = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %.pre35 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  br label %34

34:                                               ; preds = %._crit_edge, %19, %27
  %35 = phi i32 [ %.pre35, %._crit_edge ], [ %20, %19 ], [ %20, %27 ]
  %36 = phi i32 [ %.pre, %._crit_edge ], [ %21, %19 ], [ %21, %27 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %37 = add i32 %36, 1
  %38 = add i32 %37, %35
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %.not = icmp slt i64 %indvars.iv, %39
  br i1 %.not, label %19, label %.loopexit, !llvm.loop !11

.loopexit:                                        ; preds = %30, %34, %.lr.ph32, %.preheader24, %.preheader
  %.1 = phi i1 [ true, %.preheader ], [ false, %.preheader24 ], [ true, %.lr.ph32 ], [ true, %30 ], [ false, %34 ]
  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