; LLVM IR from ravireddy07/cpp-book :: src/Code-Forces/#693_fair-division.ll (Z5harryv)

; 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
@sum = external dso_local global i32, align 4
@a = external dso_local global i32, align 4
@b = external dso_local global i32, align 4
@choice = external dso_local global i32, align 4
@.str = external hidden unnamed_addr constant [3 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [5 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z5harryv() #0 {
  %1 = alloca ptr, align 8
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef @n)
  %7 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %8 = zext i32 %7 to i64
  %9 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %9, ptr %1, align 8
  %10 = alloca i32, i64 %8, align 16
  store i64 %8, ptr %2, align 8
  store i32 0, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #4
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %11

11:                                               ; preds = %27, %0
  %12 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp slt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %16, label %15

15:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #4
  br label %30

16:                                               ; preds = %11
  %17 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %18
  %20 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %19)
  %21 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, %24
  store i32 %26, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %16
  %28 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %29 = add nsw i32 %28, 1
  store i32 %29, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %11, !llvm.loop !9

30:                                               ; preds = %15
  %31 = load i32, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %32 = srem i32 %31, 2
  %33 = icmp ne i32 %32, 0
  br i1 %33, label %34, label %36

34:                                               ; preds = %30
  %35 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1)
  br label %132

36:                                               ; preds = %30
  store i32 0, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #4
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %37

37:                                               ; preds = %68, %36
  %38 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %40 = icmp slt i32 %38, %39
  br i1 %40, label %42, label %41

41:                                               ; preds = %37
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #4
  br label %71

42:                                               ; preds = %37
  %43 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %47 = icmp eq i32 %46, 2
  br i1 %47, label %48, label %54

48:                                               ; preds = %42
  %49 = load i32, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  %50 = icmp ne i32 %49, 0
  br i1 %50, label %51, label %54

51:                                               ; preds = %48
  %52 = load i32, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nsw i32 %52, 2
  store i32 %53, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  br label %67

54:                                               ; preds = %48, %42
  %55 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !5
  %59 = icmp eq i32 %58, 2
  br i1 %59, label %60, label %66

60:                                               ; preds = %54
  %61 = load i32, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  %62 = icmp ne i32 %61, 0
  br i1 %62, label %66, label %63

63:                                               ; preds = %60
  store i32 1, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  %65 = add nsw i32 %64, 2
  store i32 %65, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  br label %66

66:                                               ; preds = %63, %60, %54
  br label %67

67:                                               ; preds = %66, %51
  br label %68

68:                                               ; preds = %67
  %69 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %70 = add nsw i32 %69, 1
  store i32 %70, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %37, !llvm.loop !11

71:                                               ; preds = %41
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #4
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %72

72:                                               ; preds = %119, %71
  %73 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %75 = icmp slt i32 %73, %74
  br i1 %75, label %77, label %76

76:                                               ; preds = %72
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #4
  br label %122

77:                                               ; preds = %72
  %78 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !5
  %82 = icmp eq i32 %81, 1
  br i1 %82, label %83, label %90

83:                                               ; preds = %77
  %84 = load i32, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  %86 = icmp eq i32 %84, %85
  br i1 %86, label %87, label %90

87:                                               ; preds = %83
  %88 = load i32, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  store i32 %89, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  br label %118

90:                                               ; preds = %83, %77
  %91 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %92
  %94 = load i32, ptr %93, align 4, !tbaa !5
  %95 = icmp eq i32 %94, 1
  br i1 %95, label %96, label %103

96:                                               ; preds = %90
  %97 = load i32, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  %98 = load i32, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  %99 = icmp sgt i32 %97, %98
  br i1 %99, label %100, label %103

100:                                              ; preds = %96
  %101 = load i32, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  store i32 %102, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  br label %117

103:                                              ; preds = %96, %90
  %104 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %105 = sext i32 %104 to i64
  %106 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %105
  %107 = load i32, ptr %106, align 4, !tbaa !5
  %108 = icmp eq i32 %107, 1
  br i1 %108, label %109, label %116

109:                                              ; preds = %103
  %110 = load i32, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  %111 = load i32, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  %112 = icmp sgt i32 %110, %111
  br i1 %112, label %113, label %116

113:                                              ; preds = %109
  %114 = load i32, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  %115 = add nsw i32 %114, 1
  store i32 %115, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  br label %116

116:                                              ; preds = %113, %109, %103
  br label %117

117:                                              ; preds = %116, %100
  br label %118

118:                                              ; preds = %117, %87
  br label %119

119:                                              ; preds = %118
  %120 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %121 = add nsw i32 %120, 1
  store i32 %121, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %72, !llvm.loop !12

122:                                              ; preds = %76
  %123 = load i32, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  %124 = load i32, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  %125 = icmp eq i32 %123, %124
  br i1 %125, label %126, label %128

126:                                              ; preds = %122
  %127 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.2)
  br label %130

128:                                              ; preds = %122
  %129 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1)
  br label %130

130:                                              ; preds = %128, %126
  %131 = phi i32 [ %127, %126 ], [ %129, %128 ]
  br label %132

132:                                              ; preds = %130, %34
  %133 = load ptr, ptr %1, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %133)
  ret void
}

declare i32 @__isoc99_scanf(ptr noundef, ...) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #3

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #2

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 = { "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 #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #3 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #4 = { 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}
!12 = distinct !{!12, !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 global i32, align 4
@sum = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@a = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@b = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@choice = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@.str = external hidden unnamed_addr constant [3 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [5 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind uwtable
define dso_local void @_Z5harryv() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = tail call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull @n)
  %2 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %3 = zext i32 %2 to i64
  %4 = alloca i32, i64 %3, align 16
  store i32 0, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %5, label %.lr.ph, label %.thread

.thread:                                          ; preds = %0
  store i32 0, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge30.thread

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph
  %6 = and i32 %12, 1
  %7 = icmp eq i32 %6, 0
  br i1 %7, label %16, label %._crit_edge30.thread

.lr.ph:                                           ; preds = %0, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ 0, %0 ]
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv
  %9 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %8)
  %10 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %12 = add nsw i32 %11, %10
  store i32 %12, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %13 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %14
  br i1 %15, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

16:                                               ; preds = %._crit_edge
  store i32 0, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sgt i32 %13, 0
  br i1 %17, label %.lr.ph25.preheader, label %._crit_edge30.thread

.lr.ph25.preheader:                               ; preds = %16
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %13 to i64
  br label %.lr.ph25

.preheader:                                       ; preds = %31
  br i1 %17, label %.lr.ph29.preheader, label %._crit_edge30

.lr.ph29.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %wide.trip.count39 = zext nneg i32 %13 to i64
  br label %.lr.ph29

.lr.ph25:                                         ; preds = %.lr.ph25.preheader, %31
  %indvars.iv33 = phi i64 [ 0, %.lr.ph25.preheader ], [ %indvars.iv.next34, %31 ]
  %18 = phi i32 [ 1, %.lr.ph25.preheader ], [ %34, %31 ]
  %19 = phi i32 [ 0, %.lr.ph25.preheader ], [ %33, %31 ]
  %20 = phi i32 [ 0, %.lr.ph25.preheader ], [ %32, %31 ]
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv33
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp eq i32 %22, 2
  %24 = icmp ne i32 %18, 0
  %or.cond = select i1 %23, i1 %24, i1 false
  br i1 %or.cond, label %25, label %27

25:                                               ; preds = %.lr.ph25
  %26 = add nsw i32 %20, 2
  store i32 %26, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  br label %31

27:                                               ; preds = %.lr.ph25
  %28 = icmp ne i32 %22, 2
  %or.cond3 = select i1 %28, i1 true, i1 %24
  br i1 %or.cond3, label %31, label %29

29:                                               ; preds = %27
  store i32 1, ptr @choice, align 4, !tbaa !5
  %30 = add nsw i32 %19, 2
  store i32 %30, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  br label %31

31:                                               ; preds = %25, %29, %27
  %32 = phi i32 [ %26, %25 ], [ %20, %29 ], [ %20, %27 ]
  %33 = phi i32 [ %19, %25 ], [ %30, %29 ], [ %19, %27 ]
  %34 = phi i32 [ 0, %25 ], [ 1, %29 ], [ %18, %27 ]
  %indvars.iv.next34 = add nuw nsw i64 %indvars.iv33, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next34, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader, label %.lr.ph25, !llvm.loop !11

._crit_edge30:                                    ; preds = %55, %.preheader
  %35 = phi i32 [ %33, %.preheader ], [ %56, %55 ]
  %36 = phi i32 [ %32, %.preheader ], [ %57, %55 ]
  %37 = icmp eq i32 %36, %35
  %spec.select = select i1 %37, ptr @.str.2, ptr @.str.1
  br label %._crit_edge30.thread

.lr.ph29:                                         ; preds = %.lr.ph29.preheader, %55
  %38 = phi i32 [ %33, %.lr.ph29.preheader ], [ %56, %55 ]
  %39 = phi i32 [ %32, %.lr.ph29.preheader ], [ %57, %55 ]
  %indvars.iv36 = phi i64 [ 0, %.lr.ph29.preheader ], [ %indvars.iv.next37, %55 ]
  %40 = phi i32 [ %32, %.lr.ph29.preheader ], [ %59, %55 ]
  %41 = phi i32 [ %33, %.lr.ph29.preheader ], [ %58, %55 ]
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv36
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp eq i32 %43, 1
  br i1 %44, label %45, label %55

45:                                               ; preds = %.lr.ph29
  %46 = icmp eq i32 %40, %41
  br i1 %46, label %47, label %49

47:                                               ; preds = %45
  %48 = add nsw i32 %40, 1
  store i32 %48, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  br label %55

49:                                               ; preds = %45
  %50 = icmp sgt i32 %41, %40
  br i1 %50, label %51, label %53

51:                                               ; preds = %49
  %52 = add nsw i32 %40, 1
  store i32 %52, ptr @a, align 4, !tbaa !5
  br label %55

53:                                               ; preds = %49
  %54 = add nsw i32 %41, 1
  store i32 %54, ptr @b, align 4, !tbaa !5
  br label %55

55:                                               ; preds = %.lr.ph29, %47, %53, %51
  %56 = phi i32 [ %38, %.lr.ph29 ], [ %38, %47 ], [ %54, %53 ], [ %38, %51 ]
  %57 = phi i32 [ %39, %.lr.ph29 ], [ %48, %47 ], [ %39, %53 ], [ %52, %51 ]
  %58 = phi i32 [ %41, %.lr.ph29 ], [ %40, %47 ], [ %54, %53 ], [ %41, %51 ]
  %59 = phi i32 [ %40, %.lr.ph29 ], [ %48, %47 ], [ %40, %53 ], [ %52, %51 ]
  %indvars.iv.next37 = add nuw nsw i64 %indvars.iv36, 1
  %exitcond40.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next37, %wide.trip.count39
  br i1 %exitcond40.not, label %._crit_edge30, label %.lr.ph29, !llvm.loop !12

._crit_edge30.thread:                             ; preds = %._crit_edge30, %.thread, %16, %._crit_edge
  %.str.2.sink = phi ptr [ @.str.1, %._crit_edge ], [ @.str.2, %16 ], [ @.str.2, %.thread ], [ %spec.select, %._crit_edge30 ]
  %60 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) %.str.2.sink)
  ret void
}

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @__isoc99_scanf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #1

attributes #0 = { mustprogress nofree 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 = { nofree nounwind "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}
!12 = distinct !{!12, !10}


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