; LLVM IR from ravireddy07/cpp-book :: src/Code-Chef (PPNUM)

; 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [11 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [6 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress norecurse uwtable
define dso_local noundef i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %2) #3
  store i64 1000000007, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #3
  store i32 10, ptr %3, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #3
  %13 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %4)
  br label %14

14:                                               ; preds = %77, %0
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %16 = add nsw i32 %15, -1
  store i32 %16, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp ne i32 %15, 0
  br i1 %17, label %18, label %80

18:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #3
  %19 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str.1, ptr noundef %5, ptr noundef %6)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #3
  store i64 1, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 1, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %20

20:                                               ; preds = %74, %18
  %21 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %22 = icmp slt i32 %21, 10
  br i1 %22, label %24, label %23

23:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %77

24:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  %25 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %27 = icmp sgt i64 %25, %26
  br i1 %27, label %28, label %30

28:                                               ; preds = %24
  %29 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %32

30:                                               ; preds = %24
  %31 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %30, %28
  %33 = phi i64 [ %29, %28 ], [ %31, %30 ]
  store i64 %33, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #3
  %34 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %36 = mul nsw i64 10, %35
  %37 = sub nsw i64 %36, 1
  %38 = icmp slt i64 %34, %37
  br i1 %38, label %39, label %41

39:                                               ; preds = %32
  %40 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %45

41:                                               ; preds = %32
  %42 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %43 = mul nsw i64 10, %42
  %44 = sub nsw i64 %43, 1
  br label %45

45:                                               ; preds = %41, %39
  %46 = phi i64 [ %40, %39 ], [ %44, %41 ]
  store i64 %46, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %49 = icmp sle i64 %47, %48
  br i1 %49, label %50, label %69

50:                                               ; preds = %45
  %51 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %55 = add nsw i64 %54, 1
  %56 = mul nsw i64 %53, %55
  %57 = sdiv i64 %56, 2
  %58 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %60 = sub nsw i64 %59, 1
  %61 = mul nsw i64 %58, %60
  %62 = sdiv i64 %61, 2
  %63 = sub nsw i64 %57, %62
  %64 = mul nsw i64 %52, %63
  %65 = srem i64 %64, 1000000007
  %66 = srem i64 %65, 1000000007
  %67 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %68 = add nsw i64 %67, %66
  store i64 %68, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %69

69:                                               ; preds = %50, %45
  %70 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %71 = mul nsw i64 %70, 10
  store i64 %71, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  br label %74

74:                                               ; preds = %69
  %75 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %20, !llvm.loop !11

77:                                               ; preds = %23
  %78 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %79 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.2, i64 noundef %78)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #3
  br label %14, !llvm.loop !13

80:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %2) #3
  ret i32 0
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare i32 @__isoc99_scanf(ptr noundef, ...) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #2

attributes #0 = { mustprogress norecurse 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 = { "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 #3 = { 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}


; 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [11 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [6 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr nonnull %1) #4
  %4 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %1)
  %5 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %6 = add nsw i32 %5, -1
  store i32 %6, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %.not29 = icmp eq i32 %5, 0
  br i1 %.not29, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %0, %111
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %3) #4
  %7 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str.1, ptr noundef nonnull %2, ptr noundef nonnull %3)
  %8 = load i64, ptr %2, align 8
  %9 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !9
  %10 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 1)
  %. = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 9)
  %.not24 = icmp sgt i64 %10, %.
  br i1 %.not24, label %18, label %11

11:                                               ; preds = %.lr.ph
  %12 = add nuw nsw i64 %., 1
  %13 = mul nuw nsw i64 %12, %.
  %14 = lshr i64 %13, 1
  %.zext56 = and i64 %14, 127
  %15 = add nuw i64 %10, 255
  %16 = mul i64 %15, %10
  %.neg585960 = lshr i64 %16, 1
  %.neg58.zext = and i64 %.neg585960, 127
  %17 = sub nsw i64 %.zext56, %.neg58.zext
  br label %18

18:                                               ; preds = %11, %.lr.ph
  %.1 = phi i64 [ %17, %11 ], [ 0, %.lr.ph ]
  %19 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 10)
  %..1 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 99)
  %.not24.1 = icmp sgt i64 %19, %..1
  br i1 %.not24.1, label %28, label %20

20:                                               ; preds = %18
  %21 = add nuw nsw i64 %..1, 1
  %22 = mul nuw nsw i64 %21, %..1
  %23 = add nuw i64 %19, 65535
  %24 = mul i64 %23, %19
  %.neg.153.zext = and i64 %24, 65534
  %.mask = and i64 %22, 65534
  %25 = sub nsw i64 %.mask, %.neg.153.zext
  %26 = srem i64 %25, 1000000007
  %27 = add nsw i64 %26, %.1
  br label %28

28:                                               ; preds = %20, %18
  %.1.1 = phi i64 [ %27, %20 ], [ %.1, %18 ]
  %29 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 100)
  %..2 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 999)
  %.not24.2 = icmp sgt i64 %29, %..2
  br i1 %.not24.2, label %39, label %30

30:                                               ; preds = %28
  %31 = add nuw nsw i64 %..2, 1
  %32 = mul nuw nsw i64 %31, %..2
  %33 = lshr i64 %32, 1
  %.zext46 = and i64 %33, 2147483647
  %34 = add nuw i64 %29, 4294967295
  %35 = mul i64 %34, %29
  %.neg.2484962 = lshr i64 %35, 1
  %.neg.248.zext = and i64 %.neg.2484962, 2147483647
  %36 = sub nsw i64 %.zext46, %.neg.248.zext
  %37 = mul nsw i64 %36, 3
  %38 = add nsw i64 %37, %.1.1
  br label %39

39:                                               ; preds = %30, %28
  %.1.2 = phi i64 [ %38, %30 ], [ %.1.1, %28 ]
  %40 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 1000)
  %..3 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 9999)
  %.not24.3 = icmp sgt i64 %40, %..3
  br i1 %.not24.3, label %51, label %41

41:                                               ; preds = %39
  %42 = add nuw nsw i64 %..3, 1
  %43 = mul nuw nsw i64 %42, %..3
  %44 = lshr i64 %43, 1
  %.zext = and i64 %44, 2147483647
  %45 = add nuw i64 %40, 4294967295
  %46 = mul i64 %45, %40
  %.neg.3434463 = lshr i64 %46, 1
  %.neg.343.zext = and i64 %.neg.3434463, 2147483647
  %47 = sub nsw i64 %.zext, %.neg.343.zext
  %48 = shl nsw i64 %47, 2
  %49 = srem i64 %48, 1000000007
  %50 = add nsw i64 %49, %.1.2
  br label %51

51:                                               ; preds = %41, %39
  %.1.3 = phi i64 [ %50, %41 ], [ %.1.2, %39 ]
  %52 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 10000)
  %..4 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 99999)
  %.not24.4 = icmp sgt i64 %52, %..4
  br i1 %.not24.4, label %63, label %53

53:                                               ; preds = %51
  %54 = add nuw nsw i64 %..4, 1
  %55 = mul nuw nsw i64 %54, %..4
  %56 = lshr i64 %55, 1
  %57 = add nsw i64 %52, -1
  %58 = mul nuw nsw i64 %57, %52
  %.neg.44164 = lshr i64 %58, 1
  %59 = sub nsw i64 %56, %.neg.44164
  %60 = mul nsw i64 %59, 5
  %61 = srem i64 %60, 1000000007
  %62 = add nsw i64 %61, %.1.3
  br label %63

63:                                               ; preds = %53, %51
  %.1.4 = phi i64 [ %62, %53 ], [ %.1.3, %51 ]
  %64 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 100000)
  %..5 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 999999)
  %.not24.5 = icmp sgt i64 %64, %..5
  br i1 %.not24.5, label %75, label %65

65:                                               ; preds = %63
  %66 = add nuw nsw i64 %..5, 1
  %67 = mul nuw nsw i64 %66, %..5
  %68 = lshr i64 %67, 1
  %69 = add nsw i64 %64, -1
  %70 = mul nuw nsw i64 %69, %64
  %.neg.53965 = lshr i64 %70, 1
  %71 = sub nsw i64 %68, %.neg.53965
  %72 = mul nsw i64 %71, 6
  %73 = srem i64 %72, 1000000007
  %74 = add nsw i64 %73, %.1.4
  br label %75

75:                                               ; preds = %65, %63
  %.1.5 = phi i64 [ %74, %65 ], [ %.1.4, %63 ]
  %76 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 1000000)
  %..6 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 9999999)
  %.not24.6 = icmp sgt i64 %76, %..6
  br i1 %.not24.6, label %87, label %77

77:                                               ; preds = %75
  %78 = add nuw nsw i64 %..6, 1
  %79 = mul nuw nsw i64 %78, %..6
  %80 = lshr i64 %79, 1
  %81 = add nsw i64 %76, -1
  %82 = mul nuw nsw i64 %81, %76
  %.neg.63766 = lshr i64 %82, 1
  %83 = sub nsw i64 %80, %.neg.63766
  %84 = mul nsw i64 %83, 7
  %85 = srem i64 %84, 1000000007
  %86 = add nsw i64 %85, %.1.5
  br label %87

87:                                               ; preds = %77, %75
  %.1.6 = phi i64 [ %86, %77 ], [ %.1.5, %75 ]
  %88 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 10000000)
  %..7 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 99999999)
  %.not24.7 = icmp sgt i64 %88, %..7
  br i1 %.not24.7, label %99, label %89

89:                                               ; preds = %87
  %90 = add nuw nsw i64 %..7, 1
  %91 = mul nuw nsw i64 %90, %..7
  %92 = lshr i64 %91, 1
  %93 = add nsw i64 %88, -1
  %94 = mul nuw nsw i64 %93, %88
  %.neg.73567 = lshr i64 %94, 1
  %95 = sub nsw i64 %92, %.neg.73567
  %96 = shl nsw i64 %95, 3
  %97 = srem i64 %96, 1000000007
  %98 = add nsw i64 %97, %.1.6
  br label %99

99:                                               ; preds = %89, %87
  %.1.7 = phi i64 [ %98, %89 ], [ %.1.6, %87 ]
  %100 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %8, i64 100000000)
  %..8 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 999999999)
  %.not24.8 = icmp sgt i64 %100, %..8
  br i1 %.not24.8, label %111, label %101

101:                                              ; preds = %99
  %102 = add nuw nsw i64 %..8, 1
  %103 = mul nuw nsw i64 %102, %..8
  %104 = lshr i64 %103, 1
  %105 = add nsw i64 %100, -1
  %106 = mul nuw nsw i64 %105, %100
  %.neg.83368 = lshr i64 %106, 1
  %107 = sub nsw i64 %104, %.neg.83368
  %108 = mul nsw i64 %107, 9
  %109 = srem i64 %108, 1000000007
  %110 = add nsw i64 %109, %.1.7
  br label %111

111:                                              ; preds = %101, %99
  %.1.8 = phi i64 [ %110, %101 ], [ %.1.7, %99 ]
  %112 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.2, i64 noundef %.1.8)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %3) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #4
  %113 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %114 = add nsw i32 %113, -1
  store i32 %114, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %113, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %111, %0
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr nonnull %1) #4
  ret i32 0
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @__isoc99_scanf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.smax.i64(i64, i64) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.smin.i64(i64, i64) #3

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse 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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { 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" }
attributes #3 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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