; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Miscellaneous Algorithms/Heavy-light decomposition (Program)

; 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"

@parent = external dso_local global [100005 x i32], align 16
@depth = external dso_local global [100005 x i32], align 16
@head = external dso_local global [100005 x i32], align 16
@currentPos = external dso_local global i32, align 4
@pos = external dso_local global [100005 x i32], align 16

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @querySegmentTree(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #1

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

8:                                                ; preds = %38, %2
  %9 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp ne i32 %12, %16
  br i1 %17, label %18, label %62

18:                                               ; preds = %8
  %19 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @depth, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @depth, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp slt i32 %25, %32
  br i1 %33, label %34, label %38

34:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %35 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %35, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %36, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %37, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %38

38:                                               ; preds = %34, %18
  %39 = load i32, ptr @currentPos, align 4, !tbaa !5
  %40 = sub nsw i32 %39, 1
  %41 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %52 = call i32 @querySegmentTree(i32 noundef 1, i32 noundef 0, i32 noundef %40, i32 noundef %47, i32 noundef %51)
  %53 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %54 = add nsw i32 %53, %52
  store i32 %54, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @parent, i64 0, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  store i32 %61, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %8, !llvm.loop !9

62:                                               ; preds = %8
  %63 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @depth, i64 0, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @depth, i64 0, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = icmp sgt i32 %66, %70
  br i1 %71, label %72, label %76

72:                                               ; preds = %62
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %73 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %73, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %74, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %75, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %76

76:                                               ; preds = %72, %62
  %77 = load i32, ptr @currentPos, align 4, !tbaa !5
  %78 = sub nsw i32 %77, 1
  %79 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %84
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !5
  %87 = call i32 @querySegmentTree(i32 noundef 1, i32 noundef 0, i32 noundef %78, i32 noundef %82, i32 noundef %86)
  %88 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %89 = add nsw i32 %88, %87
  store i32 %89, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret i32 %90
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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"

@parent = external dso_local local_unnamed_addr global [100005 x i32], align 16
@depth = external dso_local local_unnamed_addr global [100005 x i32], align 16
@head = external dso_local local_unnamed_addr global [100005 x i32], align 16
@currentPos = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@pos = external dso_local local_unnamed_addr global [100005 x i32], align 16

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @querySegmentTree(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @queryPath(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = sext i32 %0 to i64
  %4 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %3
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %6 = sext i32 %1 to i64
  %7 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %6
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %.not30 = icmp eq i32 %5, %8
  br i1 %.not30, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %2, %.lr.ph
  %9 = phi i32 [ %39, %.lr.ph ], [ %8, %2 ]
  %10 = phi i32 [ %36, %.lr.ph ], [ %5, %2 ]
  %.033 = phi i32 [ %33, %.lr.ph ], [ %0, %2 ]
  %.02032 = phi i32 [ %spec.select, %.lr.ph ], [ %1, %2 ]
  %.02331 = phi i32 [ %29, %.lr.ph ], [ 0, %2 ]
  %11 = sext i32 %10 to i64
  %12 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @depth, i64 0, i64 %11
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = sext i32 %9 to i64
  %15 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @depth, i64 0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp slt i32 %13, %16
  %spec.select = select i1 %17, i32 %.033, i32 %.02032
  %spec.select26 = select i1 %17, i32 %.02032, i32 %.033
  %18 = load i32, ptr @currentPos, align 4, !tbaa !5
  %19 = add nsw i32 %18, -1
  %20 = sext i32 %spec.select26 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %20
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = tail call i32 @querySegmentTree(i32 noundef 1, i32 noundef 0, i32 noundef %19, i32 noundef %25, i32 noundef %27)
  %29 = add nsw i32 %28, %.02331
  %30 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @parent, i64 0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = sext i32 %spec.select to i64
  %38 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @head, i64 0, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %36, %39
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %2
  %.023.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %29, %.lr.ph ]
  %.020.lcssa = phi i32 [ %1, %2 ], [ %spec.select, %.lr.ph ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %0, %2 ], [ %33, %.lr.ph ]
  %.lcssa29 = phi i64 [ %3, %2 ], [ %34, %.lr.ph ]
  %.lcssa = phi i64 [ %6, %2 ], [ %37, %.lr.ph ]
  %40 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @depth, i64 0, i64 %.lcssa29
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @depth, i64 0, i64 %.lcssa
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp sgt i32 %41, %43
  %spec.select27 = select i1 %44, i32 %.0.lcssa, i32 %.020.lcssa
  %spec.select28 = select i1 %44, i32 %.020.lcssa, i32 %.0.lcssa
  %45 = load i32, ptr @currentPos, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %45, -1
  %47 = sext i32 %spec.select28 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %spec.select27 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [100005 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = tail call i32 @querySegmentTree(i32 noundef 1, i32 noundef 0, i32 noundef %46, i32 noundef %49, i32 noundef %52)
  %54 = add nsw i32 %53, %.023.lcssa
  ret i32 %54
}

attributes #0 = { 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" }

!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/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass