; LLVM IR from lzyrapx/Competitive-Programming :: Codeforces/Math/1267K.ll (Z4calcv)

; 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"

@s = external dso_local global [123 x i32], align 16
@sz = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z4calcv() #0 {
  %1 = alloca i64, align 8
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %1) #2
  store i64 1, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  store i32 1, ptr %2, align 4, !tbaa !9
  br label %8

8:                                                ; preds = %42, %0
  %9 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !9
  %10 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %11 = icmp sle i32 %9, %10
  br i1 %11, label %13, label %12

12:                                               ; preds = %8
  store i32 2, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  br label %45

13:                                               ; preds = %8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #2
  store i64 0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %14

14:                                               ; preds = %31, %13
  %15 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp sle i32 %15, %16
  br i1 %17, label %19, label %18

18:                                               ; preds = %14
  store i32 5, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %34

19:                                               ; preds = %14
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !9
  %25 = add nsw i32 %24, 1
  %26 = icmp slt i32 %23, %25
  br i1 %26, label %27, label %30

27:                                               ; preds = %19
  %28 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %29 = add nsw i64 %28, 1
  store i64 %29, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %30

30:                                               ; preds = %27, %19
  br label %31

31:                                               ; preds = %30
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %33 = add nsw i32 %32, 1
  store i32 %33, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %14, !llvm.loop !11

34:                                               ; preds = %18
  %35 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !9
  %37 = sub nsw i32 %36, 1
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = sub nsw i64 %35, %38
  %40 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %41 = mul nsw i64 %40, %39
  store i64 %41, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #2
  br label %42

42:                                               ; preds = %34
  %43 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !9
  %44 = add nsw i32 %43, 1
  store i32 %44, ptr %2, align 4, !tbaa !9
  br label %8, !llvm.loop !13

45:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %46

46:                                               ; preds = %71, %45
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %48 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp sle i32 %47, %48
  br i1 %49, label %51, label %50

50:                                               ; preds = %46
  store i32 8, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %74

51:                                               ; preds = %46
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %57 = sub nsw i32 %56, 1
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = icmp eq i32 %55, %60
  br i1 %61, label %62, label %65

62:                                               ; preds = %51
  %63 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  store i32 %64, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %66

65:                                               ; preds = %51
  store i32 1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %66

66:                                               ; preds = %65, %62
  %67 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %70 = sdiv i64 %69, %68
  store i64 %70, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  br label %71

71:                                               ; preds = %66
  %72 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %46, !llvm.loop !14

74:                                               ; preds = %50
  %75 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %1) #2
  ret i64 %75
}

; 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 nounwind 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"

@s = external dso_local local_unnamed_addr global [123 x i32], align 16
@sz = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z4calcv() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !5
  %.not32 = icmp slt i32 %1, 1
  br i1 %.not32, label %._crit_edge42, label %.preheader28.preheader

.preheader28.preheader:                           ; preds = %0
  %2 = add nuw i32 %1, 1
  %wide.trip.count49 = zext i32 %2 to i64
  %3 = zext nneg i32 %1 to i64
  %4 = add nsw i64 %wide.trip.count49, -2
  %xtraiter = and i64 %3, 3
  %5 = icmp ult i64 %4, 3
  %unroll_iter = and i64 %3, 2147483644
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br label %.preheader28

.preheader28:                                     ; preds = %.preheader28.preheader, %._crit_edge
  %indvars.iv46 = phi i64 [ 1, %.preheader28.preheader ], [ %indvars.iv.next47, %._crit_edge ]
  %.02333 = phi i64 [ 1, %.preheader28.preheader ], [ %13, %._crit_edge ]
  br i1 %5, label %._crit_edge.unr-lcssa, label %.preheader28.new

.preheader:                                       ; preds = %._crit_edge
  br i1 %.not32, label %._crit_edge42, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %.pre = load i32, ptr @s, align 16, !tbaa !5
  %xtraiter61 = and i64 %3, 1
  %6 = icmp eq i64 %4, 0
  br i1 %6, label %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter65 = and i64 %3, 2147483646
  br label %.lr.ph

._crit_edge.unr-lcssa:                            ; preds = %.preheader28.new, %.preheader28
  %spec.select.lcssa.ph = phi i64 [ poison, %.preheader28 ], [ %spec.select.3, %.preheader28.new ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.preheader28 ], [ %indvars.iv.next.3, %.preheader28.new ]
  %.02030.unr = phi i64 [ 0, %.preheader28 ], [ %spec.select.3, %.preheader28.new ]
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.unr-lcssa, %.epil.preheader
  %indvars.iv.epil = phi i64 [ %indvars.iv.next.epil, %.epil.preheader ], [ %indvars.iv.unr, %._crit_edge.unr-lcssa ]
  %.02030.epil = phi i64 [ %spec.select.epil, %.epil.preheader ], [ %.02030.unr, %._crit_edge.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i64 [ %epil.iter.next, %.epil.preheader ], [ 0, %._crit_edge.unr-lcssa ]
  %7 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv.epil
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %.not27.epil = icmp sge i64 %indvars.iv46, %9
  %10 = zext i1 %.not27.epil to i64
  %spec.select.epil = add nuw nsw i64 %.02030.epil, %10
  %indvars.iv.next.epil = add nuw nsw i64 %indvars.iv.epil, 1
  %epil.iter.next = add i64 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i64 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %._crit_edge, label %.epil.preheader, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %.epil.preheader, %._crit_edge.unr-lcssa
  %spec.select.lcssa = phi i64 [ %spec.select.lcssa.ph, %._crit_edge.unr-lcssa ], [ %spec.select.epil, %.epil.preheader ]
  %11 = add nsw i64 %indvars.iv46, -1
  %12 = sub nsw i64 %spec.select.lcssa, %11
  %13 = mul nsw i64 %12, %.02333
  %indvars.iv.next47 = add nuw nsw i64 %indvars.iv46, 1
  %exitcond50.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next47, %wide.trip.count49
  br i1 %exitcond50.not, label %.preheader, label %.preheader28, !llvm.loop !11

.preheader28.new:                                 ; preds = %.preheader28, %.preheader28.new
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.3, %.preheader28.new ], [ 1, %.preheader28 ]
  %.02030 = phi i64 [ %spec.select.3, %.preheader28.new ], [ 0, %.preheader28 ]
  %niter = phi i64 [ %niter.next.3, %.preheader28.new ], [ 0, %.preheader28 ]
  %14 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %.not27 = icmp sge i64 %indvars.iv46, %16
  %17 = zext i1 %.not27 to i64
  %spec.select = add nuw nsw i64 %.02030, %17
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %18 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %.not27.1 = icmp sge i64 %indvars.iv46, %20
  %21 = zext i1 %.not27.1 to i64
  %spec.select.1 = add nuw nsw i64 %spec.select, %21
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %22 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv.next.1
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %.not27.2 = icmp sge i64 %indvars.iv46, %24
  %25 = zext i1 %.not27.2 to i64
  %spec.select.2 = add nuw nsw i64 %spec.select.1, %25
  %indvars.iv.next.2 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 3
  %26 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv.next.2
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %.not27.3 = icmp sge i64 %indvars.iv46, %28
  %29 = zext i1 %.not27.3 to i64
  %spec.select.3 = add nuw nsw i64 %spec.select.2, %29
  %indvars.iv.next.3 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 4
  %niter.next.3 = add i64 %niter, 4
  %niter.ncmp.3 = icmp eq i64 %niter.next.3, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.3, label %._crit_edge.unr-lcssa, label %.preheader28.new, !llvm.loop !13

._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa.loopexit:        ; preds = %.lr.ph
  %30 = add nsw i32 %.1.1, 1
  br label %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa

._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa:                 ; preds = %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa.loopexit, %.lr.ph.preheader
  %.lcssa.ph = phi i64 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %48, %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa.loopexit ]
  %.unr = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader ], [ %44, %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa.loopexit ]
  %indvars.iv51.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next52.1, %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa.loopexit ]
  %.01840.unr = phi i32 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %30, %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa.loopexit ]
  %.12439.unr = phi i64 [ %13, %.lr.ph.preheader ], [ %48, %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa.loopexit ]
  %lcmp.mod63.not = icmp eq i64 %xtraiter61, 0
  br i1 %lcmp.mod63.not, label %._crit_edge42, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa
  %31 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv51.unr
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp eq i32 %32, %.unr
  %.1.epil = select i1 %33, i32 %.01840.unr, i32 1
  %34 = sext i32 %.1.epil to i64
  %35 = sdiv i64 %.12439.unr, %34
  br label %._crit_edge42

._crit_edge42:                                    ; preds = %.lr.ph.epil, %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa, %0, %.preheader
  %.124.lcssa = phi i64 [ %13, %.preheader ], [ 1, %0 ], [ %.lcssa.ph, %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa ], [ %35, %.lr.ph.epil ]
  ret i64 %.124.lcssa

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader.new
  %36 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader.new ], [ %44, %.lr.ph ]
  %indvars.iv51 = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next52.1, %.lr.ph ]
  %.01840 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %.1.1, %.lr.ph ]
  %.12439 = phi i64 [ %13, %.lr.ph.preheader.new ], [ %48, %.lr.ph ]
  %niter66 = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter66.next.1, %.lr.ph ]
  %37 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv51
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %39 = icmp eq i32 %38, %36
  %40 = add nsw i32 %.01840, 1
  %.1 = select i1 %39, i32 %40, i32 1
  %41 = sext i32 %.1 to i64
  %42 = sdiv i64 %.12439, %41
  %indvars.iv.next52 = add nuw nsw i64 %indvars.iv51, 1
  %43 = getelementptr inbounds [123 x i32], ptr @s, i64 0, i64 %indvars.iv.next52
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = icmp eq i32 %44, %38
  %46 = add nsw i32 %.1, 1
  %.1.1 = select i1 %45, i32 %46, i32 1
  %47 = sext i32 %.1.1 to i64
  %48 = sdiv i64 %42, %47
  %indvars.iv.next52.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv51, 2
  %niter66.next.1 = add i64 %niter66, 2
  %niter66.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter66.next.1, %unroll_iter65
  br i1 %niter66.ncmp.1, label %._crit_edge42.loopexit.unr-lcssa.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !14
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, 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.unroll.disable"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}


; Effective O3 passes: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass